UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
REALIDADE VIRTUAL APLICADA À ARQUITETURA E
URBANISMO: REPRESENTAÇÃO, SIMULAÇÃO E
AVALIAÇÃO DE PROJETOS
Dissertação de Mestrado
Autora: Irla Bocianoski Rebelo, Arq. Orientação: Prof. Ricardo Miranda Barcia, Ph.D.
Florianópolis, setembro 1999.
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II
REALIDADE VIRTUAL APLICADA À ARQUITETURA E URBANISMO: REPRESENTAÇÃO, SIMULAÇÃO E AVALIAÇÃO DE PROJETOS
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos Irla Bocianoski Rebelo
III
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
REALIDADE VIRTUAL APLICADA À ARQUITETURA E URBANISMO: REPRESENTAÇÃO, SIMULAÇÃO E
AVALIAÇÃO DE PROJETOS
Irla Bocianoski Rebelo
Dissertação apresentada como requisito parcial à obtenção do grau de Mestre. Curso de Pós-Graduação em Engenharia de Produção – PPGEP Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC
Orientador: Prof. Ricardo Miranda Barcia Ph. D Co-orientador: Rodolfo Pinto da Luz
Florianópolis setembro 1999
Irla Bocianoski Rebelo
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos Irla Bocianoski Rebelo
IV
REALIDADE VIRTUAL APLICADA À ARQUITETURA E
URBANISMO: REPRESENTAÇÃO, SIMULAÇÃO E
AVALIAÇÃO DE PROJETOS
ESTA DISSERTAÇÃO FOI JULGADA E APROVADA PARA A OBTENÇÃO DO TÍTULO DE
MESTRE EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO NO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
Florianópolis, 19 de setembro de 1999
Prof Ricardo Miranda Barcia, Ph.D.
Coordenador do Curso
BANCA EXAMINADORA ___________________________________ Prof. Ricardo Miranda Barcia, Ph. D. Orientador ___________________________________ Dra. Profa. Edis Mafra Lapolli
___________________________________ Dr. Prof. Alejandro Rodrigues Martins
___________________________________ Mestre Eng. Rodolfo Pinto da Luz
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V
DEDICATÓRIA
A realização deste trabalho foi possível porque pessoas muito especiais estiveram ao
meu lado suportando, auxiliando e incentivando. Dedico este trabalho á você Rodolfo
pela incansável paciência e apoio e a você Mãe pelo carinho sempre presente.
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VI
AGRADECIMENTOS
A Deus pela vida, capacidade intelectual e razão.
Ao Professor Ricardo Miranda Barcia que apoiou e incentivou o desenvolvimento desta
pesquisa e demais projetos dentro do Laboratório de Realidade Virtual. Obrigada por acreditar
neste trabalho que reflete a busca por novas informações numa área de incansáveis pesquisas
na busca de soluções para um melhor uso e convívio do homem e da máquina. Obrigada por
manter unida sob sua coordenação esta equipe de pesquisas que compõe o LRV.
A você Rodolfo, um obrigado muito especial, pela contínua dedicação de ensinar, questionar,
promover diálogos, ponderar e avaliar meus conceitos. Todo incentivo que permitiu a
realização deste trabalho permitirá a realização de muitos projetos futuro. Obrigada pela
confiança em mim depositada e pela força que fez deste trabalho uma realidade.
Mãe, além do seu apoio explícito houve sempre uma torcida implícita para que minhas
conquistas fossem realizadas. Obrigada Mãe, obrigada Gustavo, pelo carinho, preocupação e
principalmente pela compreensão. Eu amo vocês.
Aos amigos do LRV um carinhoso obrigado. A motivação existente neste grupo tornou possível
a discussão de idéias e o desenvolvimento deste trabalho.
Aos amigos Onivaldo e Sabina que demonstraram suas amizades. Muito obrigada
Prof. Rodolfo e D. Lígia, vocês também tiveram uma importante participação no
desenvolvimento deste trabalho. Gostaria de expressar meus agradecimentos pela atenção e
apoio.
Aos amigos Prof. Alejandro, Profa. Édis, Prof. Almir, Ivana, Henrique, Ozzy, Alice e Sharon por
serem pessoas maravilhosas. Obrigada Gabriela, Eveline e Regiane pelas trocas de idéias
durante a disciplina de RV. Vocês têm uma grande participação neste trabalho. Agradeço aos
amigos e professores conquistados dentro do PPGEP, e a todos aqueles que de alguma forma
tornaram possível a conclusão deste trabalho.
Gostaria também de deixar meu reconhecimento ao Programa de Pós-Graduação em
Engenharia de Produção, à Universidade Federal de Santa Catarina, a CAPES e CNPq pela
oportunidade e apoio no desenvolvimento desta dissertação.
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VII
EPÍGRAFES
“... uma coisa é estar sentado na poltrona de um teatro e ver os atores se movendo, e outra é
viver e atuar na cena da vida. Existe um elemento físico e dinâmico na criação e apreensão da quarta dimensão com o próprio caminho; é a diferença que existe entre praticar esporte e olhar os outros enquanto praticam, entre dançar e ver dançar, entre amar e ler um romance de amor.
Falta, talvez, na representação cinematográfica, esse impulso de participação completa, esse motivo de vontade e essa consciência de liberdade que sentimos na experiência direta do
espaço.” (Bruno Zevi, 1992, pg. 51)
“O método de representação dos edifícios que encontramos aplicados na maioria das histórias de arte e da arquitetura serve-se de: a)plantas, b)elevações e cortes ou seções, c)fotografias.
Já afirmamos que, isoladamente e no seu conjunto, esses instrumentos são incapazes de representar completamente o espaço arquitetônico...” (Bruno Zevi, 1992, pg. 30)
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VIII
ÍNDICE
1 INTRODUÇÃO_______________________________________________________________ 1 1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO ____________________________________________________ 1 1.2 ORIGEM DO TRABALHO___________________________________________________ 2 1.3 OBJETIVOS ____________________________________________________________ 4
1.3.1 Objetivos Específicos .........................................................................4 1.4 RELEVÂNCIA E MOTIVAÇÃO _______________________________________________ 4 1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO________________________________________________ 5
2 ESTADO DA ARTE NA ARQUITETURA E URBANISMO ___________________________ 7 2.1 INTRODUÇÃO __________________________________________________________ 7 2.2 NOVAS FERRAMENTAS ___________________________________________________ 9 2.3 PROJETO DIGITAL______________________________________________________ 13 2.4 MODELO E AMBIENTE VIRTUAL ____________________________________________ 16 2.5 REALIDADE V IRTUAL____________________________________________________ 19 2.6 CONCLUSÕES_________________________________________________________ 21
3 REALIDADE VIRTUAL: TECNOLOGIA E INTERFACE ___________________________ 23 3.1 INTRODUÇÃO _________________________________________________________ 23 3.2 O QUE É REALIDADE VIRTUAL _____________________________________________ 24 3.3 ORIGENS DA REALIDADE VIRTUAL__________________________________________ 28 3.4 EQUIPAMENTOS _______________________________________________________ 30 3.5 APLICAÇÕES__________________________________________________________ 35
3.5.1 Aplicação da RV na Arquitetura e Urbanismo .....................................36 3.6 CONCLUSÕES_________________________________________________________ 42
4 REPRESENTAÇÃO SIMULAÇÃO E AVALIAÇÃO UTILIZANDO RV ________________ 43 4.1 INTRODUÇÃO _________________________________________________________ 43 4.2 REPRESENTAÇÃO______________________________________________________ 44
4.2.1 Considerações Sobre a Representação.............................................46 As três direções ............................................................................47 Perspectiva ..................................................................................48 Trompe L’oeil................................................................................49 Fotografia .....................................................................................52 Arquitetura....................................................................................53 Computação Gráfica .....................................................................53
4.2.2 Breve Histórico Sobre as Representações Gráficas ............................54 4.2.3 A representação na Arquitetura e Urbanismo .....................................56
Representação digital....................................................................59 4.2.4 Representação e RV ........................................................................61
Maquete digital .............................................................................62 Representação a Distância ............................................................63 Realismo nas Representações ......................................................64
4.3 SIMULAÇÃO __________________________________________________________ 65 4.3.1 Procedimentos tradicionais ...............................................................66 4.3.2 Simulação com RV ...........................................................................68
4.4 AVALIAÇÃO___________________________________________________________ 71 4.4.1 Procedimentos de avaliação .............................................................72 4.4.2 Avaliando com RV ............................................................................75
O planejamento urbano em escala natural ......................................77 4.5 CONCLUSÕES_________________________________________________________ 78
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IX
5 PROJETO OSCAR NIEMEYER VIDA E OBRA __________________________________ 80 5.1 INTRODUÇÃO _________________________________________________________ 80 5.2 O SOFTWARE E SEU DESENVOLVIMENTO ____________________________________ 81
5.2.1 Primeiros passos do desenvolvimento...............................................81 Interface.......................................................................................83 Modelagem ..................................................................................86 Programação ................................................................................87
5.3 EXPOSIÇÕES ATUALIZADA S VIA INTERNET - NIENET ____________________________ 88 5.4 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS E EQUIPE DE PRODUÇÃO __________________________ 88 5.5 CONCLUSÕES_________________________________________________________ 89
6 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA FUTUROS TRABALHOS___________________ 91 6.1 CONCLUSÕES_________________________________________________________ 91 6.2 SUGESTÕES PARA FUTUROS TRABALHOS ____________________________________ 92
7 REFERÊNCIAS _____________________________________________________________ 94 7.1 URLS_______________________________________________________________ 98
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X
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Imagem de um modelo otimizado para VRML ______________________________ 21 Figura 2 - Imagem de um modelo fotorealístico: muitos detalhes _______________________ 21 Figura 3 - Triângulo de RV: Imersão Interação e Imaginação __________________________ 25 Figura 4 - Percentual de Memorização _____________________________________________ 26 Figura 5 - a) Wireframe b) Modo shade c) Render com textura ________________________ 29 Figura 6 - a) Interação através de mouse e teclado b) Interação com luva e óculos equipado
com rastreador de posicionamento (tracker)_______________________________ 31 Figura 7 - Hardware de RV: a) Capacete VFX1 b) Luvas 5th GLOVE 95 c) PAHNToM
Headgear ___________________________________________________________ 32 Figura 8 - Responsive Workbench: a) Funcionamento b) e c) Interação com maquete virtual
através de dispositivo em forma de caneta________________________________ 33 Figura 9 - Force ArmMaster (Burdea, 1996b)________________________________________ 34 Figura 10 - Modelo de um CAVE __________________________________________________ 34 Figura 11 - Interfaces de imersão a) e b) movimento uniderecional c) movimentação livre __ 39 Figura 12 - Técnicas de perpectiva representadas por Albrecht Durer a) Janela com malha de
apoio b) Cordão para referência de pontos ________________________________ 48 Figura 13 – a) Ferdinando Galli Bibliena: Santa Maria del Serralglio, Parma; b) Pallazo
Farnese: Camera dell’Aurora c) Pallazo Farnese: Sala de Giove (Bertol, 1997)__ 50 Figura 14 - Hichard Hass: a) 112 Prince Street Facade, New York (1975); b) West Facade,
Boston Architectural Center (1977); c) Atrium, mericith Communication Headquarters, Des Moines (1981) _______________________________________ 50
Figura 15 - Hichard Hass: a) Absolute New York (não existe mais), New York City, (1996); b) Centre Theater, Milwaukee WI, (1981) c) Tarrant County Civil Court House Annex, Fort Worth TX , (1988)_________________________________________________ 51
Figura 16 - Hichard Hass: a) Gateway to the Waterfront,Warburton Ave. & Main Street Yonkers NY Funded by Downtown Waterfront Development Corporation, 1996; b) Fountainbleu Hotel, Miami Beach FL, 1986 _______________________________ 51
Figura 17 - Le Cours des Loges, Concepção/Realização Mur’Art, 1998: mural e detalhe (Gambier, 1999) ______________________________________________________ 52
Figura 18 - Afresco por Gerland, 18, Rue Pierre de Coubertin. Concepção e realização Citè de la Crèation. 1998, 250 m2 (Gambier, 1999) _______________________________ 52
Figura 19 - Fachada Palazzo Farnese (Zevi, 1992): a) representação simples; b) Representação detalhada______________________________________________ 57
Figura 20 - Falling Water por Frank Lloyd Wright: a) Fachada sem detalhes (Zevi, 1992) b) Fachada com detalhes (Zevi, 1992) c) Fotografia da Falling Water (Thiel-Siling, 1998) _______________________________________________________________ 58
Figura 21 - a) Simulação com solarscópio (Solarscópio - LabCon-Arq, URL) b) Solarscópio (Solarscópio - LabCon-Arq, URL) c) Relógio de Sol (Relógio de Sol - LabCon-Arq, URL) _______________________________________________________________ 67
Figura 22 - Aplicação que permite ao usuário acender as luzes da cidade em tempo real (Bertol, 1997) ________________________________________________________ 69
Figura 23 - Volume de trabalho x tempo de trabalho (Sanders, 1996) ___________________ 74 Figura 24 - Simulação da iluminação de um banco (Graziano, 1999) ____________________ 75 Figura 25 - Estrutura de navegação no software _____________________________________ 82 Figura 26 – Apresentação do conteúdo no software: a) VIDA b) OBRAS ________________ 84 Figura 27 - Menu permanente do software__________________________________________ 85 Figura 28 - Maquete e interface 3D do software: a) Exposição resgatada pela Internet b) Vista
externa do Museu ____________________________________________________ 86 Figura 29 - Auditório do MAC com exibição de um vídeo sobre Niemeyer ________________ 87
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos Irla Bocianoski Rebelo
XI
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Modelos de aplicações da RV na arquitetura e urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação _________________________________________________ 2
Quadro 2 - Tarefas e ferramentas do arquiteto _______________________________________ 10 Quadro 3 - Lista de versões do AutoCAD ___________________________________________ 12 Quadro 4 - Matrix de relação entre tipos de software e tarefa ___________________________ 15 Quadro 5 - Principais diferenças entre Modelo Virtual e Ambiente Virtual _________________ 17 Quadro 6 - Estímulos requeridos ao experienciar aplicações de RV _____________________ 25 Quadro 7- Maquete digital x RV ___________________________________________________ 60 Quadro 8 - Resumo dos softwares de modelagem 3D e pataformas operacionais (Luz, 1997) 61 Quadro 9 - Cronograma de desenvolvimento do softwre “Oscar Niemeyer, Vida e Obra” ____ 83 Quadro 10 - Softwares e Hardwares utilizados no desenvolvimento _____________________ 89
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos Irla Bocianoski Rebelo
XII
RESUMO REBELO, Irla Bocianoski. Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo:
Representação, Simulação e Avaliação de Projetos. Florianópolis, 1999. XX páginas. Dissertação de Mestrado em Engenharia de Produção. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, UFSC, 1999.
O trabalho apresentado nesta dissertação explora algumas das utilizações da Realidade Virtual (RV) em arquitetura e urbanismo. O uso desta tecnologia como ferramenta de representação, simulação e avaliação podem promover benefícios de caráter produtivo, financeiro, e cognitivo, uma vez que tais aplicações vêm sendo desenvolvidas baseadas em métodos tradicionais ou adaptando-se constantemente a novos processos, os quais funcionam de forma individualizada. O uso da RV pode ainda auxiliar em procedimentos paralelos utilizando-se dos mesmos materiais de arquivos digitais se a aplicação em RV permitir. Os indivíduos auxiliados na utilização desta tecnologia são profissionais, estudantes, clientes e demais envolvidos na implementação de projetos. Para demonstrar uma das aplicações desta tecnologia foi desenvolvido um software multimídia sobre o arquiteto Oscar Niemeyer. Este software é um modelo de aplicação em RV que utiliza o método de representação. O software que apresenta um vasto material sobre a obra e vida do arquiteto apresenta também uma de suas obras, o MAC (Museu de Arte Contemporânea localizado em Niterói, RJ), em RV. Enquanto o usuário explorara esta obra em tempo real ele pode interagir com o modelo 3D abrindo portas, habilitando vídeos ou buscando informações nas obras do museu. Entretanto o aspecto mais significante deste projeto é a oportunidade de resgatar obras do museu sempre que houvesse uma nova exposição. As exposições virtuais seriam desenvolvidas baseada nos objetos expostos no museu e de modo a formar novos pacotes a serem disponibilizados ao usuário através da Internet. Para fundamentar o conceito da necessidade do uso de RV nas áreas de arquitetura e urbanismo será apresentado um panorama sobre o estado da arte desta tecnologia e uma breve história da arte de representar, simular e avaliar projetos. Será também ilustrado o conceito de realidade virtual apresentando algumas definições por diferentes autores e demais áreas de aplicações desta tecnologia.
PalavrasChave: RV, Arquitetura, Urbanismo, Simulação, Representação, Apresentação
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos Irla Bocianoski Rebelo
XIII
ABSTRACT
REBELO, Irla Bocianoski. Virtual Reality Applied to Architecture and Urbanism: Representation, Simulation e Evaluation of Projects. Florianópolis, 1999. Tantas folhas. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) Programa de Pós-raduação em Engenharia de Produção, UFSC, 1999.
The dissertation explores the uses of Virtual Reality (VR) in architecture and urbanism field. The employment of this technology for representation, simulation and evaluation can promote benefits of productive, financial, and cognitive nature, since such procedures have being developed based on traditional methods besides have been constantly adapted to new processes. These procedures present applications that run independently without allow recycle or association among them. The use of the VR can support procedures in parallel using the same digital files if the VR application would permit. Those who can be assisted by the use of this technology are professional, students, customers and others involved in the design’s completion. To demonstrate the applicability for this technology in the architecture area, a multimedia software was developed presenting the life and work of Brazilian architect Oscar Niemeyer. This software demonstrates the use of ‘representation’ aspect of VR applications exhibiting one of the architect’s projects through a 3 dimensional model in VR, the MAC (Museum of Art Contemporary located in Niterói, RIO DE JANEIRO). While the user explores this 3D model in real time one can interact with parts of this model opening doors, open videos or seeking information through the museum’s model. However the most significant aspect of this software is the opportunity to download virtual expositions, which are made up of art works pieces modeled based on the real exposition. These virtual expositions would be put available often, and the user would download them through the Internet whenever a new virtual exposition takes place. In order to support the concept for the need of VR on architecture and urbanism fields, it will be presented a panorama with the state of the art of this technology and one brief history of representation, simulation and evaluation as well. Also the concept of virtual reality will be pointed up throughout the presentation of some definitions by different authors besides identification of further application areas for this technology.
Key Word: VR, Architecture, Urbanism, Simulation, Representation, Presentation
1 Introdução
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 1
1 Introdução
1.1 Contextualização
A utilização da tecnologia de realidade virtual (RV) surge para
profissionais e clientes como ferramenta auxiliadora tanto nos procedimentos
de desenvolvimento de projetos quanto na compreensão e avaliação de
projetos solicitados. Através de sistemas de RV é possível obter uma economia
tanto de tempo quanto financeira através de previsões e/ou simulações de
projetos. Algumas das vantagens sobre a utilização desta tecnologia nas áreas
de arquitetura e urbanismo podem estar na preservação do patrimônio histórico
através de divulgação massificada buscando conscientização pública pela
preservação, previsões e avaliações de projetos para planejamento urbano a
partir de entrada de dados reais e simulações dos mais variados projetos e
interações virtuais permitindo avaliações pertinentes ao uso do espaço
projetado.
Muitas aplicações surgem com a necessidade do uso de novas
ferramentas outras surgem através de idéias criativas para o uso da RV. Este
trabalho vai enfocar três abordagens do uso da tecnologia de RV em projetos
de arquitetura e urbanismo: representação, simulação e avaliação. É
importante, portanto que para cada abordagem sejam apresentadas técnicas
referentes aos procedimentos tradicionais, necessidade e relevância da
utilização da tecnologia de RV como ferramenta de apoio ou de substituição e
exemplos práticos de aplicação desta tecnologia nas áreas de estudo.
O Quadro 1 apresenta brevemente alguns dos campos e modelos de
aplicações da RV nas áreas de arquitetura e urbanismo, relacionando
benefícios e beneficiados em cada área.
1 Introdução
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 2
Modelo Benefício Beneficiado
Representação ou Apresentação
Facilidade de compreensão das muitas partes do projeto através de uma maquete interativa (cortes, fachadas e plantas baixas são claramente reconhecidas)
Clientes Principalmente
Avaliação
Neste caso seria necessária a representação prévia do projeto a ser avaliado. Obtendo-se tal modelo é possível colocar a avaliação em prática que pode ser empírica ou baseada em teorias ou métodos científicos. As avaliações devem considerar o espaço projetado (circulações, volumes, estruturas, insolação, ventilação, etc), impactos urbanos ou ambientais, entre outros;
Órgãos municipais Clientes Profissionais
Arq
uit
etu
ra
Simulação
Este modelo permite conferir os mesmos aspectos verificados na avaliação, porém com dados mais específicos. Podem ser simulados: insolação, ventilação, estruturas, composições, uso de cores, materiais construtivos entre outros. A utilização deste modelo pode abrir caminho para uma futura avaliação baseada em dados técnicos.
Profissionais da área Clientes
Representação ou Apresentação
Nos projetos de urbanismo os profissionais continuam sendo equipes de desenvolvimento, mas os clientes são caracterizados por grande investidores, comunidade, construtores e prefeituras. A representação de projetos neste caso passa a ter uma conotação mais ampla exigindo publicações em larga escala do projeto de participação cooperativa de todas as partes envolvidas.
Além de construtores e os próprios órgãos municipais a comunidade seria um grande beneficiado se houvesse possibilidade de interferência no desenvolvimento do projeto.
Avaliação
Em projetos de caráter públicos a apropriação do espaço projetado é tarefa da comunidade. Nada mais justo que o envolvimento da população na avaliação destes projetos antes, durante ou após sua realização.
Comunidade Órgãos municipais Profissionais U
rban
ism
o
Simulação
Ainda considerando a participação comunitária as intervenções previstas podem ser submetidas a uma analise através de simulações de apropriação do espaço e reformulações de áreas existentes.
Comunidade Órgãos municipais Profissionais
Quadro 1 - Modelos de aplicações da RV na arquitetura e urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação
1.2 Origem do Trabalho
O termo RV é ainda pouco compreendido por profissionais das áreas de
arquitetura e urbanismo, professores e alunos. Seu uso inapropriado faz com
que cada vez mais, julgamentos ambíguos sejam produzidos. A comunidade
bem como o setor acadêmico passa a avaliar o termo baseado no
conhecimento empírico que, de certa maneira, é limitado devido ao pequeno
número de pesquisas desenvolvidas na área hoje em dia. Esta idéia parte do
reflexo de pensar que “tudo que é produzido em um computador é virtual
1 Introdução
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 3
porque os dados gerados através desta mídia são armazenados de forma
virtual ou porque produzem ambientes sintéticos (quando é o caso de
maquetes 3D)”. Outro aspecto que leva à errada concepção do termo RV é a
má difusão do termo pela mídia. O autor de Envisioning Cyberspace Peter
Anders (1998) se posiciona contra a difusão descontrolada de jargões pela
mídia descrevendo o seguinte:
“Imagens do espaço cibernético encontradas em filmes e televisão são tão distorcidas quanto ciber-jargões que lemos em revistas. Eles ilustram a confusão em torno do espaço cibernético. Enquanto a intenção de projetos sérios é orientar ao invés de confundir, o que nós vemos é uma mídia que expressa informações caóticas – descontrolada e mal administrada.”(Anders, 1998, pg. 2)
Da mesma forma o uso do termo RV é desvirtuado. A carência de
pesquisas nesta área seja por falta de investimentos ou desinteresse
acadêmico, é um dos grandes responsáveis pelo insuficiente número de
publicações e divulgações de informações mais apuradas. Fazer conhecida a
tecnologia que seguramente tornar-se-á uma ferramenta presente em muitas
etapas do projeto arquitetônico e urbanístico é necessário.
Para estimular o uso da RV devem ser apresentados exemplos de
possíveis aplicações utilizando esta tecnologia. Desta maneira é importante
oferecer sugestões de aplicação para melhorias nos processos de
desenvolvimento, apresentação e avaliação1. Espera-se que esta iniciativa
desperte o interesse de profissionais e acadêmicos pelo uso e pela busca de
novos benefícios proporcionados pela RV. Como forma de promover o uso
desta tecnologia será também apresentado um projeto na área de arquitetura
que utiliza a RV para divulgar uma coleção de obras do arquiteto Oscar
Niemeyer.
1 O desinteresse do setor acadêmico em desenvolver técnicas que auxiliem o estudante na compreensão do espaço tridimensional é um assunto abordado por Bruno Zevi (1992). Sua publicação não menciona o uso de tecnologias computacionais, mas aponta interesse preponderante sobre disciplinas teóricas. Este fato ainda é observado nos dias de hoje quando pesquisas na busca por novas ferramentas de auxílio na compreensão do espaço tridimensional são praticamente inexistentes. Ele escreve:
“A desigualdade que existe entre o tempo dedicado às artes literárias e o empregado na ilustração da arquitetura não tem qualquer justificativa crítica e tem como última conseqüência a nossa geral falta de conhecimentos espac iais”. (Zevi, 1992)
1 Introdução
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 4
1.3 Objetivos
Este trabalho apresenta os benefícios encontrados através do uso da
tecnologia de RV elegendo três enfoques de aplicação: representação,
simulação e avaliação. É objetivo desta dissertação tratar cada enfoque como
um conjunto exclusivo de oportunidades que, se bem aproveitadas, produzem
resultados adequados a diferentes necessidades. Através de exemplos serão
justificadas e evidenciadas as aplicações mais apropriadas da RV de acordo
com tais enfoques.
1.3.1 Objetivos Específicos
Outros aspectos que justificam este trabalho se fazem presente a seguir
sem ordem de prioridade ou importância:
§ Divulgar a tecnologia de realidade virtual para que novas pesquisas possam
ser desenvolvidas nas áreas de arquitetura e urbanismo;
§ Promover discussões sobre aspectos da realidade virtual como ferramenta
de representação, simulação e avaliação;
§ Estimular pesquisas por novas ferramentas de trabalho na arq/urb;
1.4 Relevância e Motivação
Será possível ao final deste trabalho uma avaliação positiva sobre o uso
da RV nas áreas profissionais e acadêmicas, após a verificação de dois
tópicos: 1) apresentação de uma extensa lista de aplicações da tecnologia e 2)
previsões otimistas com relação ao crescimento do poder computacional aliado
aos baixos custos que acompanharão tais mudanças. Promover e estimular o
desenvolvimento de novas aplicações e técnicas utilizando a RV também
caracterizam aspectos relevantes neste trabalho. A divulgação e
esclarecimentos da RV podem incitar especulações saudáveis para a
1 Introdução
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 5
sociedade e órgãos governamentais os quais podem ser beneficiados através
de aplicativos de baixo custo em RV.
1.5 Estrutura do trabalho
O trabalho a seguir é iniciado com uma apresentação sobre o estado da
arte na arquitetura e urbanismo, abordando aspectos sobre métodos
representativos, simulação e avaliação. Para compreender a tecnologia de RV
será desenvolvido um capítulo esclarecendo conceitos, emprego,
funcionamento e equipamentos utilizados no desenvolvimento destas
aplicações. Tendo sido esclarecidos procedimentos tradicionais de arq/urb e
introduzido o leitor no conceito de RV, serão abordados os aspectos referentes
à representação, simulação e avaliação, seguido da apresentação do projeto
“Oscar Niemeyer: Vida e Obra” como estudo de caso para o uso da RV na
arquitetura. Os capítulos desenvolvem-se da seguinte forma:
O capítulo 2 apresenta o estado da arte na arquitetura e as novas ferramentas
que estão sendo utilizadas para o desenvolvimento de projetos. São
ferramentas CAD que beneficiam a produção de projetos, o armazenamento de
dados entre outros. A presença da realidade virtual na arquitetura é outro
aspecto abordado, mostrando como esta tecnologia está sendo inserida
através de VRMLs, promovendo interação com modelos virtuais. Este capítulo
é finalizado com definições de espaço digital e ambiente virtual, termos que
vêm sendo utilizados com grande freqüência por profissionais de arquitetura e
urbanismo.
O capítulo 3 esclarecerá a tecnologia de RV apresentando conceitos e
definições acerca de seu uso, bem como aspectos históricos sobre sua origem.
Equipamentos e aplicações voltados principalmente para as áreas de
arquitetura e urbanismo serão demonstrados como forma de esclarecer o uso
da RV neste campo.
1 Introdução
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 6
O capítulo 4 apresenta os métodos representativos utilizados em projetos,
entre eles, o desenho - que é o mais comentado por se fazer ainda muito
presente nos processos de criação, desenvolvimento e apresentação de
projetos arquitetônicos e urbanísticos. Além disto, será apresentado um breve
histórico sobre os procedimentos de representação utilizados desde o século
XV até os dias de hoje com o uso da RV. Este capítulo também apresenta os
benefícios da RV quando utilizados na simulação de projetos. A simulação
permite a tomada de muitas decisões durante todo processo de projeto,
auxiliando julgamentos referentes à iluminação, ventilação, aspectos
ergonômicos entre outros. No urbanismo as simulações permitem a tomada de
decisões quanto à previsão de apropriações em planos diretores bem como a
recriação ou representação de centros históricos. Após os procedimentos de
simulação são abordados aspectos de avaliação com o uso da RV. Uma
simulação tridimensional pode originar uma avaliação do projeto utilizando
critérios pré-determinados ou empíricos que permitem traçar resultados de
análise. Avaliações são úteis em projetos que necessitam estar de acordo com
padrões ergonômicos, normas técnicas ou leis e especificações. Entre alguns
exemplos de avaliações de projetos podem ser citados avaliação de
luminosidade, ventilação natural, acústica, etc. Em projetos urbanos, a
avaliação permite ao profissional prever o projeto inserido no espaço urbano
baseado em planos diretores, leis locais ou regionais necessidades particulares
de certas comunidades entre outros.
O capítulo 5 apresenta a realidade virtual de baixo custo, através do software
Niemeyer Vida e Obra desenvolvido no Laboratório de Realidade Virtual (LRV).
Este software serviu como estudo de caso e aplicação para este trabalho,
tendo sido desenvolvido a um custo baixo, pois não utiliza equipamentos
periféricos de RV. Serão apresentados procedimentos e ferramentas utilizadas
para o desenvolvimento do software, bem como os resultados alcançados.
No capítulo 6 concentram-se as conclusões e considerações sobre este
trabalho de dissertação, bem como algumas recomendações para pesquisas
futuras.
2 Estado da Arte na Arquitetura e Urbanismo
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 7
2 Estado da Arte na Arquitetura e Urbanismo
“...uma coisa é estar sentado na poltrona de um teatro e ver os atores se movendo, e outra é viver e atuar na cena da vida. Existe um elemento físico e dinâmico na criação
e apreensão da quarta dimensão com o próprio caminho; é a diferença que existe entre praticar esporte e olhar os outros enquanto praticam, entre dançar e ver dançar, entre
amar e ler um romance de amor. Falta, talvez, na representação cinematográfica, esse impulso de participação completa, esse motivo de vontade e essa consciência de
liberdade que sentimos na experiência direta do espaço.” (Zevi, 1992, pg 51)
2.1 Introdução
Projetistas das áreas de arquitetura e urbanismo estão começando a se
acostumar com uma nova idéia nos procedimentos de projetos. O
aparecimento do computador representa uma nova metodologia de trabalho
auxiliada por um conjunto de ferramentas digitais acessíveis apenas através do
computador. Estas ferramentas são aprimoradas, reinventadas e adaptadas de
acordo com as evoluções de processamento gráfico (hardware) e cálculos para
suporte de programas CAD2 ou gráficos (software). O desafio que os
profissionais encontram agora é dominar as novas ferramentas que prometem
mais agilidade e detalhes mais apurados nos projetos. Este domínio, no
entanto, acontece apenas depois da escolha pela ferramenta adequada às
necessidades do profissional. A variedade de tarefas e procedimentos que
podem ser substituídos por aplicativos computacionais é grande, mas exige
além do aprendizado específico para cada aplicativo a aquisição destes.
Vários aspectos positivos impulsionam a rápida difusão das ferramentas
computacionais nas áreas de arquitetura e urbanismo. Estas ferramentas
auxiliam o profissional, o estudante e o cliente através de processos
simplificados, reutilizáveis e de fácil compreensão nas etapas de apresentação.
A agilidade nos desenvolvimento de projeto beneficia o profissional com
2 CAD (Computer Aided Design – Projeto Auxiliado por Computador) O CAD é a principal base dos programas destinados a projetos de engenharia em geral. Aplicativos CAD auxiliam principalmente no que se refere ao desenvolvimento de desenhos técnicos e de precisão (plantas baixas, perspectivas, etc.). CAAD (Computer Aided Architectural Design – Projeto Arquitetônico Auxiliado por Computador) significa o uso da tecnologia CAD em aplicativos específicos para projetos de arquitetura e urbanismo.
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otimização das etapas de projeto e o cliente com menores prazos de entrega.
Na educação a praticidade na associação multidisciplinar de conteúdos em
aplicativos educativos permite ao aluno um aprendizado mais coerente, lógico
e coeso.
O evento da adaptação à tecnologia é um acontecimento presente em
grandes áreas do conhecimento. Entretanto profissionais que aderiram às
ferramentas digitais ainda mantêm procedimentos tradicionais como os
rascunhos em papel e lapiseira, pois ainda permitem mais versatilidade e
rapidez de expressão. Estes esboços normalmente fazem parte de um
processo inicial de criação onde a liberdade dos traços artísticos ainda não
possui uma ferramenta de substituição simples e prática de ser utilizada. A
utilização de ferramentas computacionais aparece na fase de desenvolvimento
técnico do projeto através de programas CAD. Uma vez digitalizados, os
mesmos dados que servem para produzir a planta baixa servirão também para
a produção de cortes, fachadas e perspectivas, otimizando o processo da
representação gráfica técnica. A etapa seguinte consiste na criação de
maquetes digitais que podem ser criadas com a utilização de aplicativos
específicos para arquitetura ou similares de modelagem. O programa AutoCad,
que se destina a projetos de engenharia em geral, começou a ser muito
utilizado por arquitetos o que proporcionou investimentos em aplicativos
específicos para a arquitetura como é o caso do Arch 3D. O 3DStudio Max,
também baseado na tecnologia CAD, é um exemplo de aplicativo específico
para modelagem 3D, o qual não é indicado para as etapas de projeto que
dependam da representação gráfica técnica.
É importante ressaltar que o sistema de desenvolvimento de projeto é
uma característica particular de cada profissional e está associada ao processo
de criação de cada um. A sequência de eventos resultante reflete na prioridade
de escolha das ferramentas a serem utilizadas durante os processos de
criação. No caso do projeto de arquitetura existem profissionais que iniciam o
projeto partindo de esboços espaciais em planta baixa para os ambientes,
enquanto outro propõe volumetrias espaciais como partido de projeto.
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Entretanto o surgimento de uma nova ferramenta de trabalho pode levar a uma
modificação deste procedimento, se o profissional sentir necessidade.
A RV é a mais recente das ferramentas, ainda pouco empregada por
profissionais e pela área acadêmica, mas que se depender do rápido
desenvolvimento computacional (gráfico e poder de processamento) promete
uma utilização em larga escala em razão de seus benefícios.
2.2 Novas ferramentas
As teorias sobre os movimentos que fizeram época, a história e grandes
nomes da arquitetura e urbanismo estão dividindo espaço com as pesquisas e
o descobrimento de novas ferramentas derivadas da informática. Novos
softwares, aplicativos e hardwares que possam agilizar os procedimentos de
projetos são testados e, se aprovados, são rapidamente apropriados e
utilizados. Laboratórios de informática em escolas de graduação permitem que
o aluno já saia do curso familiarizado com muitas ferramentas novas.
Profissionais que já se encontram no mercado procuram esclarecimentos,
adquirem novas ferramentas e se especializam para utilização destes novos
instrumentos de trabalho. A idéia é não estar desatualizado, otimizar os
processos de projeto e principalmente atrair o cliente com novos tipos de
apresentação e representação.
A substituição das tarefas como o desenho em prancheta, produção de
maquetes e experimentos laboratoriais através de procedimentos que utilizam
computador exige muita paciência. A recompensa depende da compreensão
sobre as capacidades da ferramenta que futuramente levará o usuário ao
domínio de seu uso. Diferente da adaptação às ferramentas convencionais de
desenho (réguas e afins), que exigia basicamente habilidades manuais, a
tecnologia computacional requer disciplina e persistência, pois se trata de um
aprendizado lógico, no qual o lado esquerdo do cérebro, responsável pelo
pensamento lógico, deverá ser tanto utilizado quanto o lado direito, responsável
pelo processo criativo. Este é o motivo que leva muitos profissionais a
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pensarem que o uso da tecnologia computacional é um processo com retorno
demorado e impreciso. Complementando a posição de Bertol (1997) de que
nem todos terão sucesso utilizando a ferramenta CAD, Sanders (1996) afirma
que aplicações CAD se tornam cada vez mais difíceis e complexas de
aprender, usar e gerenciar. A migração das ferramentas tradicionais para as
digitais envolve uma grande variedade de tarefas. Para compreender melhor
esta mudança o Quadro 2 estabelece algumas relações de substituição de
ferramentas e meios tradicionais para o digital.
TAREFA AMBIENTE FÍSICO
(ferramentas e meios) AMBIENTE DIGITAL
(ferramentas e meios)
Croquis / Desenhos
Lápis, lapiseiras, canetas nanquim, guardanapos, blocos de rascunho, papéis diversos
Editores de Imagem que geram arquivos raster (Bitmap) ou vetoriais (Cad)
Maquete Estilete, cola, madeiras, papelões, isopor, etc Softwares de modelagem 3D que geram arquivos vetoriais
Visualização Câmera filmadoras ou fotográficas, fotografias, slides, filmes
Câmeras digitais, softwares que geram animações, imagens digitais geradas de modelos 3D, maquetes interativas, realidade virtual
Documentação Caneta, lapiseira, máquina de escrever papel vegetal, folha de papel A4 ou outros tamanhos
Softwares e arquivos digitais de vários formatos (texto, tabelas, imagens, vetores, filmes, animações)
Apresentação Maquetes, fotografias, desenhos, xerox, pranchas de papel de vários tamanhos,etc
Imagens, maquetes, animações, multimídias, realidade virtual, materiais impressos e plotados
Acesso de Recursos
Bibliotecas, catálogo de produtos, folder, etc CD-Roms, páginas Internet, serviços oferecidos na rede
Contato Telefone, correio, fax E-mail, chats , videoconferência, páginas Internet
Armazenamento Tubos, caixas, microfilme, arquivos físicos Leitor/gravador de disquetes e CDs, Softwares de gerenciamento e armazenamento de informação, disco rígido
Quadro 2 - Tarefas e ferramentas do arquiteto
De acordo com Terzides (1992a) o computador foi introduzido ao
profissional de arquitetura como um mediador para a concretização de desejos
e aspirações destes profissionais. Procedimentos de automação de projeto que
poderiam resolver facilmente espaços e volumes fazem parte das primeiras
idéias para utilização do computador como ferramenta auxiliar. Idealizaram-se
então procedimentos de adaptação onde o computador aprenderia a projetar
através de experiências adquiridas com o usuário. Esta ferramenta que auxilia
o profissional na produção racional de projetos é chamada por Negroponte
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(1970) de “máquina de arquitetura”. Mais tarde sua primeira idéia de máquina
inteligente se tornou realidade com um sistema que permitia ao usuário gerar
soluções de projeto empregando elementos predeterminados retirados de um
menu na tela de um computador (Negroponte, 1974).
Os pioneiros dos sistemas CAD3 na década 60 idealizavam uma
ferramenta que possibilitasse um incremento nas habilidades de
desenvolvimento de desenhos e projetos através de tarefas que requeressem a
movimentação de linhas em um pedaço de papel para a produção de projeto
de automóveis, produtos diversos, arquitetônicos e urbanistas. Mas foi apenas
nas décadas de 70 e 80 que o desenvolvimento de sistemas CAD seriam
largamente difundidos pela indústria como uma poderosa, porém cara,
ferramenta. Ainda na década de 80 a companhia AutoDesk seria criada com o
auxílio do programador John Walker a qual, em 88, seria uma das primeiras a
se aventurar no campo da visualização 3D utilizando sistemas CAD (Rheingold,
1992).
Cada vez mais novas aplicações direcionadas a arquitetos foram
surgindo. Os programas CAAD permitem uma aproximação maior entre
profissional e ferramenta, pois sua interface começa a ser mais direcionada às
atividades relacionadas a projetos arquitetônicos. O AutoCad foi um dos
pioneiros e mais utilizado programa para desenvolvimento de gráficos de
projetos. Produzidas pela Autodesk, as primeiras versões, não muito
amigáveis, eram desenvolvidas para funcionar em sistema operacional DOS.
Mas com o passar do tempo novas versões foram adquirindo características de
interface mais amigáveis e com isso o seu uso se tornou mais intenso. O
Quadro 3 apresenta a lista de versões do programa AutoCad desde seu
lançamento.
Mas não são apenas os programas vetoriais que se destacam como
ferramentas digitais na arquitetura e urbanismo. Softwares destinados à
diagramação de pranchas para apresentação de projetos e editores de
3 No início da década de 60 a IBM construiu uma ferramenta computacional para desenho gráfico para a General Motors (GM) a qual foi nomeada ‘DAC’ (Design Augmented by Computer). Mais tarde estes sistemas acabariam sendo conhecidos como ‘CAD’ (Computer Aided Design) (Rheingold, 1992).
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imagens estão cada vez mais ganhando espaço. Editores de textos, tabelas e
planilhas também são ferramentas utilizadas na nova rotina destes
profissionais onde descritivos, orçamentos entre outros materiais podem ser
gerados com mais facilidade. A apropriação destas ferramentas deve-se à
qualidade das apresentações que são geradas através de imagens mais
realísticas e flexibilidade no agrupamento e reutilização de dados de projetos.
Versões do AutoCAD Datas de Lançamento Release 2000 Abril 1999 Release 14 Fevereiro 1997 Release 13 Novembro 1994 Release 12 Junho 1992 Release 11 Outubro 1990 Release 10 Outubro 1988 Release 9 Setembro 1987 Versão 2.6 (Lançamento 8) Abril 1987 Versão 2.5 (Lançamento 7) Junho 1986 Versão 2.1 (Lançamento 6) Maio 1985 Versão 2.0 (Lançamento 5) Outubro 1984 Versão 1.4 (Lançamento 4) Outubro 1983 Versão 1.3 (Lançamento 3) Agosto 1983 Versão 1.2 (Lançamento 2) Abril 1983 Versão 1.0 (Lançamento 1) Dezembro 1982
Quadro 3 - Lista de versões do AutoCAD
Outra ferramenta que tem modificado os procedimentos tradicionais de
atendimento entre profissional e cliente é a Internet. O trabalho a distância já é
uma realidade na área de arquitetura e urbanismo que pode ser encontrada em
sites destinados a atender o cliente esteja ele onde estiver. As diferenças entre
o atendimento tradicional dentro de um escritório e o atendimento a distância é
basicamente a comunicação. Através de e-mails, chats ou telefone é possível
conhecer o cliente, discutir idéias e obter soluções sem encontros físicos. O
primeiro contato do cliente com o profissional, através da Internet, acontece
com uma visita ao site do profissional onde devem estar disponíveis seus
trabalhos (fotografia, desenhos, croquis ou maquetes VRML interativas). Se
houver interesse de contratação deste profissional por parte do cliente, este
pode ser convidado a responder um questionário onde demonstrará todas as
suas preferências para que seja iniciado um programa de necessidades para o
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projeto a ser desenvolvido. No decorrer do projeto as conversas podem
continuar acontecendo por e-mail (assíncrona) ou por vídeo conferência
(síncrona). Esta última pode permitir um envolvimento maior entre profissional
e cliente de acordo com o nível de interatividade utilizado durante o encontro. O
uso da Internet como ferramenta mediadora promove ainda uma prática que
começa a se tornar cada vez mais comum entre vários profissionais: o
teletrabalho (Modesto, 1997). O teletrabalho não exige um endereço físico para
o profissional, o que acarreta a ausência de encontros pessoais entre cliente e
profissional.
Dos hardwares, o principal e mais utilizado é o próprio computador, com
uma configuração que varia de acordo com a necessidade ou disponibilidade
financeira do usuário. Outros hardwares utilizados são os plotters (que
transformam as plantas digitais em material impresso), scanners (que servem
para digitalização de imagens), ZIP Drivers (que transportam arquivos que
excedem a capacidade de disquetes) e gravadores de CD-ROM (que começam
a se tornar mais acessíveis em virtude da queda de preços).
Estas ferramentas que proporcionam maior comodidade no
desenvolvimento de projetos necessitam de domínio, obrigando o profissional a
estar sempre atualizado no que diz respeito às novas ferramentas de trabalho.
Por outro lado o mundo tecnológico que toma conta de escritórios e
profissionais exige um treinamento constante para utilização dos muitos
softwares oferecidos pelo mercado.
2.3 Projeto digital
Os anos 90 foram marcados como uma geração que se rendeu às
facilidades do projeto digital. Tem havido uma reciclagem nos procedimentos
de projeto em que as tarefas são realizadas com um novo tipo de ferramenta,
onde os resultados e dados gerados são digitais permitindo uma armazenagem
livre de espaço físico e as representações mais realísticas e interativas. Os
novos documentos possuem vários formatos, tamanhos e tipos de dados. A
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transformação destes dados do meio digital para o físico é normalmente feita
através de impressões, as quais podem oferecer uma qualidade de
apresentação superior ao produto artesanal e maior flexibilidade na reprodução
e/ou correção de detalhes. As correções que normalmente são necessárias
após reuniões com clientes e eventuais avaliações tornam-se mais simples de
serem executadas, pois mantém o mesmo padrão de apresentação sem alterar
o documento inteiro. Estas modificações podem ser feitas inclusive na
presença do cliente através da manipulação 3D ou 2D.
Hoje já é possível criar, desenvolver e armazenar qualquer parte de um
projeto arquitetônico em meio digital. Contratos, cronograma de
desenvolvimento, programa de necessidades, plantas, perspectivas e
maquetes. Mas quais as ferramentas que permitem o desenvolvimento de tais
documentos digitais? São os softwares as ferramentas modernas que permitem
a criação e manipulação de dados digitais. Apresentados nas mais diversas
formas, eles podem servir a várias tarefas como a criação de desenhos,
apresentações, quantificadores de materiais para execução de projeto,
gerenciamento entre outros. Estes aplicativos são programas CAD (programas
vetoriais para desenhos 2D ou 3D), editores de texto, de imagens e de
planilhas que substituem antigos procedimentos e ferramentas de trabalho. A
variedade de tarefas e softwares que permitem um trabalho mais ágil e
organizado é apresentada no Quadro 4. Este quadro relaciona softwares e
tarefas envolvidas em projetos de arquitetura nos dias de hoje através de uma
estrutura organizacional para ferramentas digitais.
Algumas pesquisas indicaram que, mesmo tendo sido os processos
gráficos beneficiados pelo uso de computadores, foram encontradas várias
situações onde estas ferramentas apresentavam restrições tornando-a
inapropriada ou desnecessária no desenvolvimento do projeto (Hall, 1987).
Nem todo profissional se rende a todas as facilidades oferecidas pelos
softwares. Alguns procedimentos, como o de criação (que faz parte do
processo inicial de idealização do projeto), ainda contam com o uso do lápis e
papel. A liberdade de traços como acontece no papel ainda não é possível no
ambiente digital e isso retarda o procedimento de apropriação integral do
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computador como ferramenta única de trabalho. Dificilmente é utilizado o
computador para a geração de idéias, e isto está ligado a falta de ferramentas
apropriadas e simples de serem utilizadas para tal finalidade. Mas isto não
impede a iniciativa por parte de alguns profissionais que adotam o meio digital
como ambiente de execução desta etapa de criação. Quando existe uma
apropriação adequada de ferramentas o profissional buscará estar sempre
informado sobre novas versões de softwares, novos aplicativos e tudo mais
que possa melhorar seu processo de projeto (Sanders, 1996).
Pro
jeto
Des
enho
Esp
ecifi
caçã
o
Ger
enci
amen
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e P
roje
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Neg
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Con
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Processador de Texto P P P P P P P PPlanilha P P P
Banco de Dados P P P P
Banco de Dados Relacional P P P P
Preparação de Telas P P Agendamento de Projeto P P P P P P P
Gerenciamento de Contato P P P P P
Calendário P P P P P P P P P P PMultimídia P P
E-mail P P P P P P P P P P PMensagem Instantânea P P
Navegador Internet P P P
Software de Ilustração P P P P
CAD 2D P P P P P P CAD 3D P P P P P P
Visualização P P P
Animação P P P Realidade Virtual P P P
Editoração Eletrônica P P P P P P
Quadro 4 - Matrix de relação entre tipos de software e tarefa
Fonte: [adaptado da tabela proposta por Bertol, 1997]
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Considerando que os métodos até hoje utilizados para o
desenvolvimento e apresentação de projetos arquitetônicos são seculares ou
derivações mais simplificadas, a adaptação das ferramentas computacionais
pode ser mais difícil do que parece: a maior barreira é o medo do computador.
A operação de objetos como controles remotos, vídeo cassetes, rádios e
relógios mais presentes em nosso dia a dia exige menos dedicação que um
computador. Nem todos as objetos mencionados dependem do conhecimento
pleno do usuário para funcionarem (o relógio do vídeo cassete que
frequentemente mostra “00:00”, por exemplo, não precisa estar marcando o
horário correto para que o usuário veja um filme: operação mais básica deste
aparelho).
2.4 Modelo e ambiente virtual
A tecnologia computacional promoveu diversas melhorias nos
procedimentos de representação de ambientes que normalmente eram
demonstrados através de perspectivas (desenho) ou maquetes (físicas) em
escalas reduzidas. A possibilidade de criar uma maquete digital trouxe a
diversificação na apresentação de um projeto através de várias vistas –
internas e externas - capturadas a partir de uma única maquete digital.
Aplicações mais recentes permitem que esta maquete possa ser explorada por
um leigo através de sistemas interativos utilizando realidade virtual. Entretanto,
segundo Zevi (1992), um projeto só pode ser realmente contemplado após sua
execução. Isto classifica qualquer outro tipo de representação (como desenhos,
maquetes ou croquis) não suficiente para compreensão de sua escala.
‘Todos os produtos de arquitetura são qualificados por sua escala, e por isso não só as maquetes plásticas não são suficientes para representá-los, como também qualquer imitação...” (Zevi, 1992, pg. 49)
Talvez Zevi (1992) tivesse se pronunciado de outra maneira diante das
possibilidades geradas com a tecnologia de RV. Explorar o projeto ainda não
edificado em sua escala real é uma simulação possível através da utilização de
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dispositivos adequados que permitem a sensação de imersão no ambiente
virtual.
Porém, antes de compreender as qualidade dos sistemas de RV
(imerssiva ou não-imerssiva), é importante apontar as diferenças entre o
‘modelo virtual’ e o ‘ambiente virtual’ (Quadro 5). A diferença encontra-se na
possibilidade de manipulação para cada um dos exemplos os quais dependem
de um modelo eletrônico tridimensional.
Modelo Virtual Ambiente Virtual
§ Arquivo criado e desenvolvido em software de modelagem para usuários expert;
§ Não permite interação com o modelo dentro de um ambiente de regras para usuários comuns;
§ Eventualmente este modelo pode ser exportado para um ambiente virtual através de uma linguagem ou software específico (VRML por exemplo);
§ Permite a criação de animações e imagens pré renderizada para apresentações posteriores;
§ O modelo encontra-se dentro de um mundo de regras; § Utilização de leis físicas que aproximem o
AV do mundo real como a gravidade para o ambiente e massa para os objetos; § Podem existir caminhos pré-definidos
dentro deste mundo, como animações. Mas o usuário possui liberdade para explorar o ambiente; § Modelos de interações com os objetos do
AV com possibilidade de entrada (para o software) e saída (para o usuário) de dado; § Interface de manipulação e interação mais
amigável.
Quadro 5 - Principais diferenças entre Modelo Virtual e Ambiente Virtual
O ‘modelo virtual’ refere-se a qualquer elemento tridimensional
desenvolvido dentro de um aplicativo apropriado para modelagem 3D. Sua
manipulação dependerá das habilidades de manuseio daquela ferramenta pelo
usuário conhecedor dos procedimentos disponíveis. As maquetes digitais
modeladas para servirem de objeto gerador de imagens de perspectivas não
podem ser confundidas com RV ou AV. Estas maquetes são apenas modelos
tridimensionais gerados sem intenção de serem utilizadas em sistemas onde o
usuário possuiria liberdade para explorar o ambiente virtual. Eventualmente
esta maquete pode vir a fazer parte de um sistema de RV. Neste caso o
arquivo deve ser adaptado para tal fim, o qual deve cumprir alguns requisitos.
O termo ‘ambiente virtual’ (AV) é defendido por alguns autores, como
Stuart (1995) e Ruddle (1997), como sendo um sinônimo do termo RV. Esta
dissertação, no entanto, utilizará o termo AV como sendo o ambiente onde são
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possíveis as interações com objetos e cenário dos sistemas de RV. Percorrer o
modelo e visualizar todos os seus ângulos, interagir com objetos e explorar
livremente a maquete dentro de uma interface simplificada é estar dentro de
um ambiente virtual.
É comum encontrar discursos de pessoas que confundem animações
com ambiente virtual ou mesmo RV. Uma das características básicas que
classifica o modelo eletrônico em AV ou RV é a interação em tempo real que o
usuário terá com a maquete, ou seja, enquanto estiver explorando o ambiente.
Além do modelo digital, outros elementos podem incrementar as características
do sistema de RV, como parâmetros de gravidade e objetos com
comportamento real. Estas características e condições podem ser
determinadas através de softwares específicos, linguagem ou ambientes de
programação. A modelagem do ambiente é possível através de programação
ou softwares de modelagem que possuam extensões de arquivos compatíveis
para o desenvolvimento de sistemas de RV. Entretanto as interações que o
usuário deverá ter com o ambiente e objetos necessitam de programação.
A RV e seus ambientes virtuais têm proporcionado muito mais do que
apenas o reconhecimento do espaço tridimensional. Estas aplicações permitem
a avaliação de vários aspectos de importância relevante no projeto como
correção de problemas de estrutura, saídas de emergência, sistemas elétricos,
hidráulicos entre outros. Em outras áreas a RV oferece aos deficientes que
necessitam de cadeiras de roda sentir a mesma sensação que uma pessoa
normal teria ao explorar um ambiente construído (Weiss, 1996). Novas
aplicações, dispositivos e modelos de interações podem tornar ainda mais
fáceis os procedimentos de projeto na arquitetura e urbanismo, fazendo do AV
parte importante e definitiva para o desenvolvimento de projetos. Outra
implicação do uso de AVs é o aparecimento de uma nova interface entre
profissional, projeto e cliente, com interações utilizando luvas, capacetes ou
outros periféricos de imersão.
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2.5 Realidade Virtual
Esta tecnologia é constituída por um conjunto de recursos que torna
possível o envolvimento do usuário com ambientes virtuais através de
interações em tempo real, ou seja, com entradas e saídas de dados sem tempo
de espera para o usuário ou para aplicação. Sua utilização na arquitetura como
ferramenta de apresentação, simulação ou representação promove mais
realismo e compreensão dos projetos. Mas é basicamente como ferramenta de
apresentação que esta tecnologia tem se comportado nesta área de modo
geral. Já é bastante comum a prática de demonstrar projetos utilizando VRML
(através da Internet ou localmente).
O uso da RV através da exploração de um modelo eletrônico influenciou
a construção do Sitterson Hall, prédio do Virtual-Worlds Research Laboratory
da Universidade de Carolina do Norte em Chapel Hill. Antes de iniciar a
construção do prédio, a planta baixa foi transformada em um modelo eletrônico
que, com o apoio de um capacete de RV e uma esteira de exercício, era
possível explorar o prédio. A possibilidade de explorar o projeto antes de sua
construção permitiu uma avaliação do espaço a ser construído onde foi
considerada a necessidade de modificação das paredes do hall que causavam
sensação de clausura. Este projeto foi uma das primeiras aplicações
imerssivas a serem concebidas na área de arquitetura apresentada por
Margaret Minsky e Frederick Brooks (1990) na SIGGRAPH de 1990.
Este seria apenas o início de uma grande variedade de aplicações
voltadas à arquitetura e urbanismo. O mercado imobiliário se beneficia dos
recursos de RV apresentando aos possíveis clientes imóveis não executados,
mas que podem ser avaliados de qualquer ângulo desejado pelo futuro
proprietário. O uso desta tecnologia na recuperação e restauração de
patrimônio histórico também se faz presente através de investigações e
intervenções, além de servir, também, como mídia de divulgação de sítios
históricos para visitação (Thwaites, 1998; Rebelo, 1999b). Esta área de
aplicação da RV tem incentivado o surgimento de seções especiais em
congressos técnicos que buscam novas técnicas e projetos para preservação
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de nossa história inclusive com apoio da UNESCO4. Além disso, aplicações
com finalidade educacional sugerem um novo desafio para a área acadêmica
aproximando ainda mais a teoria e a prática. Como exemplo de aplicações
estão os estudos de cálculo de estrutura, iluminação, organização espacial
entre outros.
Entretanto a disponibilidade comercial de equipamentos, necessários
para visualização e interação com maquetes eletrônicas, ainda está longe das
expectativas do mercado em geral. Apenas a RV de baixo custo, que requer
equipamentos mais simples para a visualização de modelo mais otimizados, é
acessível para utilização em larga escala. Isto torna mais difícil, para os
profissionais em geral, a produção de modelos mais realísticos (também
conhecidos como foto realísticos) para uso em RV. Modelos complexos
tornam-se pesados devido ao grande número de polígonos a serem calculados
e renderizados5 durante a exploração do modelo. A diferença entre foto
realístico (Figura 1) e um modelo otimizado (Figura 2) está na quantidade de
polígonos necessários para representar detalhes que façam este modelo
parecer real. O uso de texturas também se faz importante na representação
foto realística, mas se seu uso não for adequado (como a otimização das
imagens de textura) o tempo de processamento necessário para o cálculo dos
quadros que resultam em imagens durante a movimentação pode ser
prejudicado.
O uso de iluminação também é de grande benefício ao resultado
realístico do modelo 3D. Entretanto esta característica ainda não permite ser
explorada em modelos VRML, pois o cálculo em tempo real a ser feito pode
consumir muito poder de processamento. Muitas vezes este aspecto é driblado
por meio de texturas que representam a iluminação desejada no ambiente e
4 Planejado pelo VSMM’98 em novembro de 1998 o World Heritage Session on Virtual Reality foi realizado na cidade de Gifu no Japão. Durante este evento houve participação de membros ligados ao patrimônio histórico da UNESCO que além de palestrarem promoveram um debate em prol da criação de um centro pesquisa para aplicações em RV sobre patrimônio histórico cultural e mundial. Novamente em 1999 o VSMM’99, realizado em Dundee na Escócia, conta com a mesma sessão Vitrual World Heritage. 5 Imagem gerada através do cálculo feito pelo computador dos polígonos aparentes do cenário ou objeto tridimensional que é convertido em dados de saída para o usuário em forma de imagem. O usuário será capaz de compreender seu movimento (ou de objetos) dentro do cenário pois cada quadro (frames) é calculado sempre que houver modificação do ponto de vista ou movimentação do usuário (ou de objetos) dentro do AV. Ou seja, cada passo dado no modelo 3D são algumas cenas renderizadas em tempo real.
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que fazem o modelo parecer mais natural. A disponibilização de modelos com
iluminação em tempo real necessitam de máquinas com grande poder de
processamento.
Figura 1 - Imagem de um modelo otimizado para VRML
Figura 2 - Imagem de um modelo fotorealístico: muitos detalhes
Máquinas com maior poder de processamento são utilizadas quando
existe necessidade frequente de uso de sistemas de RV. Neste caso o cliente
(usuário do sistema ou aplicação em RV) utiliza-se do equipamento em local
apropriado onde, por vezes, podem ser encontrados também outros
dispositivos de interação para RV imerssiva. Alguns periféricos utilizados para
visualização, manipulação e interação de projetos nas áreas de arquitetura e
urbanismo são: bancadas interativas de trabalho (também conhecidas por
responsive workbench), capacetes, luvas, caves entre outros que serão
novamente citados no capítulo 3 (seção 3.4).
2.6 Conclusões
A revolução que tem ocorrido nos procedimentos de projeto está apenas
iniciando. A utilização da informática já tem provocado muitas mudanças e, ao
que tudo indica, deverão ocorrer muitas outras. O projeto digital que já não é
mais uma barreira intransponível toma conta dos escritórios de arquitetura e
engenharia facilitando a produção de projetos para o profissional, a
2 Estado da Arte na Arquitetura e Urbanismo
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 22
visualização para o cliente e a identificação dos elementos construtivos para o
construtor. Além de todas estas facilidades a utilização de modelos digitais em
aplicações de RV traz mais liberdade de criação, pois o projeto pode ser
avaliado antes de sua edificação.
Novas atividades decorrentes da tecnologia de RV ainda devem ocorrer,
modificando ainda mais os procedimentos de projetos, as relações com clientes
e intensificando as discussões sobre qualidade de projeto. Em pouco tempo o
profissional de arquitetura e urbanismo poderá modificar completamente seus
procedimentos de trabalho baseado no que a informática ainda poderá
oferecer. O cliente por sua vez deverá participar mais ativamente do
desenvolvimento de projetos através de ambientes sintéticos onde é possível
interagir com elementos construtivos virtuais.
As últimas novidades que cercam o mundo da arquitetura e urbanismo
estão especialmente relacionadas com o uso do computador. Este é o cenário
atual nas áreas de arquitetura e urbanismo: ferramentas tecnológicas, agilidade
na produção e, por conseguinte, qualidade nos projetos executados. A
substituição das réguas e esquadros por computadores tornou mais ágil o
desenvolvimento de projetos e permite maior qualidade no produto final. As
ferramentas que permitem estes procedimentos são softwares e hardwares
adequados que serão novamente mencionados ao longo deste trabalho. Desta
maneira ganha-se tempo para avaliações mais apuradas através de maquetes
virtuais e passeios interativos sobre a qualidade de vida que estes projetos
podem oferecer. Muito se tem falado sobre projeto digital, maquetes 3D,
ambiente virtual e interação em tempo real, mas poucos são os entendimentos
sobre os termos relacionados e as particularidades de cada um. Estes termos
serão apresentados no capítulo 3 e 4.
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 23
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
3.1 Introdução
Neste capítulo serão abordados alguns aspectos sobre a RV tais como
conceito, aplicações e a que serve esta tecnologia. Além de esclarecer que o
termo RV não se refere ao emprego de elementos digitais comuns como
animações ou imagens geradas de modelo eletrônico é necessário ilustrar
outros termos ligados à RV. Esta tecnologia refere-se ao uso de modelos
eletrônicos tridimensionais disponibilizados ao usuário para interação em
tempo real (imerssiva ou não-imerssiva). Exemplo disto seria um passeio pelo
ambiente 3D tendo como guia o próprio usuário que poderá criar seu próprio
caminho.
As aplicações que podem ser exploradas através da RV crescem em
número devido às pesquisas e acesso mais facilitado aos equipamentos. Seu
uso tem sido explorado como ferramenta de representação, simulação,
avaliação, treinamento , educação e jogos, apoiando diversas áreas, interesse e
necessidade. Na arquitetura a representação tem sido a atividade mais
explorada. Mas com a popularização da RV e a diminuição nos custos de
equipamentos aplicações de simulação e avaliação podem se tornar uma
prática mais comum.
Outras áreas de aplicações da RV são medicina, química, aplicações
industriais como treinamento ou indústria do entretenimento. Conhecer as
várias áreas de aplicação da RV proporciona subsídios para investigação de
novas aplicações nas áreas de arquitetura e urbanismo. Alguns trabalhos
dentro da arquitetura e urbanismo que tem se destacado pelo uso da RV serão
apresentados a fim de estabelecer relações entre o que pode ser feito e o que
está sendo feito.
As novas ferramentas que estão fazendo parte da rotina diária da nova
classe de arquitetos são ferramentas que permitem a criação de gráficos
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 24
computacionais. Estas ferramentas, em sua maioria, não permitem o
desenvolvimento de sistemas que contenham a tecnologia de realidade virtual.
Isto porque a realidade virtual requer poder de processamento gráfico que
ainda não se faz presente nos computadores de uso domésticos ou de
escritórios. Algumas pesquisas têm objetivado o uso da realidade virtual a
baixo custo, que significa dizer, desenvolvimento barato de aplicações para
máquinas de custo médio que serão utilizadas pelo usuário de realidade virtual.
A utilização de ferramentas apropriada para interações com aplicações de RV é
importante não apenas pelo aspecto da utilização, mas pelo aspecto técnico e
financeiro. A RV já dispõe de uma grande variedade de equipamentos
proporcionando diferentes níveis de interação, mas com um custo ainda
elevado.
3.2 O que é realidade virtual
“Imagine ser capaz de andar dentro de seu computador interagir com qualquer programa que você crie. Isto soa como ficção científica, mas é fato científico. Cirurgiões
já praticam operações em pacientes virtuais e arquitetos andam através de estruturas virtuais enquanto a edificação ainda é um projeto”. (Rheingold, 1992)
A RV, como o próprio nome diz, é uma representação da realidade
através de artifícios que possam reproduzir cenários ou ambientes aonde pelo
menos um dos cinco sentidos possa ser aguçado. Quanto maior for o número
de sentidos estimulados dentro de um ambiente virtual maior será a sensação
e a imersão vivenciada. Entretanto alguns autores (Luz, 1997) (Weiss, 1996)
defendem que uma experiência de RV só será válida quando existirem
estímulos relacionados à interação, imaginação e imersão (Figura 3). Burdea e
Coiffet (1994) defendem esta teoria que é representada através de um triângulo
que aponta os critérios que devem ser cumpridos para que uma aplicação
possa ser definida como RV.
Para compreender melhor cada critério da imagem é necessário
relacioná-los com a tecnologia de RV. Desta maneira uma experiência
imerssiva de RV é considerada como tal quando os estímulos gerados pela
aplicação cumprem determinadas aspectos que são descritos no Quadro 6.
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 25
Figura 3 - Triângulo de RV: Imersão Interação e Imaginação
Dos sentidos que necessitam ser satisfeitos para que uma imersão seja
completa estão a visão, o olfato, o tato, a audição e o paladar. Muitos autores
concordam ainda que a imaginação é essencial para alcançar uma melhor
imerssão, mas Burdea e Coiffet (1994) ainda acrescentam que a relação
espacial seja de igual importância, pois é ela que define sensações de escala
dentro de um ambiente. Estas sensações podem ser simples ou complexas,
considerando amplos espaços abertos ou pequenos cômodos que podem
parecer desconfortáveis e apertados.
Interação Imaginação Imersão
Proporciona uma interação completa com o ambiente, com os objetos e com outras pessoas. Exemplo: Abrir uma porta ou saudar uma pessoa dentro de um ambiente tridimensional.
Os sentidos são estimulados a tal ponto que a aplicação parece ser real. Exemplo: sentir que está realmente pilotando um avião ou passeando por uma igreja antiga, mesmo através de um monitor de computador.
A pessoa sente-se como parte integrante do ambiente digital proposta para a interação. Exemplo: Perceber que ao virar a cabeça a imagem que aparece no display do capacete de RV acompanha o usuário permitindo uma visão 360º do ambiente modelado.
Quadro 6 - Estímulos requeridos ao experienciar aplicações de RV
A relação espacial é compreendida por nós através das informações que
a visão leva até o cérebro sendo que a partir dela reagimos e nos sentimos de
forma diferente. Um exemplo das possíveis reações é a claustrofobia onde uma
pessoa não se sente bem dentro de ambientes apertados ou com muitas
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
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pessoas, como pequenas salas ou elevadores. Se a RV for capaz de causar
uma sensação semelhante, esta é uma representação convincente da
realidade. Desta maneira a relação espacial firma-se como uma característica
que torna a RV um meio de representação de valor significante quando
comparado às tradicionais maquetes desenvolvidas artesanalmente.
Figura 4 - Percentual de Memorização
Estudos constatam que a visão é o mais aguçado dos sentido, pois pode
facilitar à indução da percepção pelo usuário (Bertol, 1997). Dos sentidos que
são excitados isoladamente a visão é o que detém maior influência na
absorção de conhecimento. Entretanto os outros sentidos podem promover um
acréscimo considerável na tarefa de memorização. A
Figura 4 apresenta um comparativo do percentual de memorização
possível de acordo com o estímulo de alguns sentidos agindo em conjunto e/ou
em separado (Burdea, 1996a). Se houverem outras combinações entre os
sentidos o grau de absorção do conhecimento pode aumentar ainda mais. Um
exemplo prático vem de encontro às teorias construtivistas que sugerem que o
aprendizado esteja associado a uma atividade prática, ou seja, aprender
fazendo. E se esta técnica pode aumentar o índice de absorção do
conhecimento o uso de aplicativos de RV é uma alternativa para muitas tarefas.
Um velho provérbio chinês diz (Luz, 1997): Eu escuto e me esqueço, eu vejo e
me lembro e eu faço e entendo.
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 27
De acordo com Rheingold (1992), as duas principais idéias desta
tecnologia seriam a imersão (através da visualização esteroscópica criando a
ilusão de que o usuário faz parte do ambiente virtual) e a navegação (que
possibilitaria ao usuário explorar o AV como se ele fizesse parte do ambiente).
Mas se a imersão proposta por Rheingold dependesse apenas de
equipamentos estereoscópicos (os quais são oferecidos por um mercado ainda
pequeno e oneroso) a RV de baixo custo não seria uma alternativa para
aplicações que contemplam o conceito de uma interação em tempo real em
ambiente virtual. Estas aplicações podem ser facilmente encontradas através
de modelo VRML disponibilizados na Internet. Os modelos em VRML podem
ser acessados através de visualizadores (browsers) apropriados onde é
possível explorar os ambientes virtuais e até mesmo desempenhar tarefas, se
estas forem previstas. Eventualmente existirão restrições de navegação e
interações, que podem estar relacionadas com a tecnologia ou com o
desenvolvimento da aplicação.
Os passeios em AVs oferecem, de modo geral, modelos de navegação
egocêntrica, que significa dizer que o usuário é parte do ambiente que explora
observando o ambiente em escala natural (Wickens, 1994). Este modelo de
exploração normalmente permite ao usuário o reconhecimento do ambiente
através de caminhadas. Entretanto, outros modelos de exploração podem ser
escolhidos pelo usuário se houver disponibilidade no visualizador ou se forem
disponibilizados pelo criador da aplicação (visão de pássaro é um exemplo). A
utilização de pontos de vista diferenciados podem ser disponibilizados para o
usuário com a adição de câmeras extras dentro do AV servindo como atalhos
para diferentes pontos do AV.
Um modelo eletrônico desenvolvido para ser utilizado em VRML (ou
aplicação em RV) deve possuir uma modelagem simplificada e otimizada.
Detalhes que podem ser substituídos por texturas ou que sejam irrelevantes
para o objetivo principal da aplicação devem ser considerados durante o
processo de modelagem, prevendo desta maneira uma manipulação coerente
com um retorno visual em tempo real. Estando o ambiente disponível na
Internet é mais uma razão para que haja uma boa otimização do modelo e das
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
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texturas incentivando o índice de visitação. Muitos usuários podem não possuir
um computador suficientemente robusto para suportar um processo de render
mais pesado, desestimulando desta forma o processo de exploração do
ambiente. Disponibilizar um modelo em VRML não é muito complicado.
Entretanto possíveis interações com objetos para realizações de tarefas mais
requintadas exigem um conhecimento mais apurado que dependerá de
programação. Interações, como abrir portas e janelas, são desenvolvidas
através da programação de parâmetros utilizando linguagens de programação
para RV ou aplicações específicas.
3.3 Origens da realidade virtual
Existem algumas controvérsias sobre o início da Realidade Virtual.
Weiss (1996) relata que o termo poderia ter sido acidentalmente criado por
Jaron Lanier, o qual juntamente com Thomas Zimmermann desenvolveu a luva
de RV (DataGlove) no início da década de 80. No entanto algumas bibliografias
descrevem que o reconhecimento e início da RV teriam acontecido por ocasião
do artigo “The Ultimate Display” (Sutherland, 1965), um trabalho que propunha
o conceito de uma interface mais amigável entre o homem e o computador.
Apesar do baixo poder de processamento gráfico na época Sutherland utilizou
seus conceitos e desenvolveu o primeiro dispositivo aplicado a esta tecnologia
- o capacete de RV, que permitia a visualização estereoscópica, a audição e o
posicionamento relativo da cabeça do usuário dentro do ambiente virtual (Luz,
1997).
Entretanto, as pesquisas que motivaram o aparecimento da RV deram
início muito antes da década 60. A teleoperação foi um dos primeiros trabalhos
a serem produzidos ainda na década de 40, o que abriu espaço para o
desenvolvimento do CRT (Cathode Ray Tube ou Tubo de Raios Catódicos) que
suportaria outras pesquisas na área de RV, tais como novos equipamentos
(primeiro Capacete de CRT) e tecnologia (modelagem computacional
wireframe). Em 1966 é a vez do simulador de vôo e em 1970 Krueger sugere
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Irla Bocianoski Rebelo 29
um projeto que combinaria projeção de vídeo e imagens geradas por
computador o qual ele chamava de “Realidade Artificial” (Bertol, 1997). As
pesquisas com luvas (DataGlove) e capacetes de RV (HMD: Head Mounted
Display) intensificam na década de 70, mas suas comercializações foram
efetivadas apenas no final da década de 80 através da ‘VPL Research’,
gerenciada por Lanier.
As primeiras aplicações em RV aconteceram com experiências militares
desenvolvidas pelo governo americano. Na década de 60 almejava-se treinar
soldados da força aérea através de simuladores de vôo. Os treinamentos com
RV não necessitavam de um grande número de aeronaves disponíveis nem
custos com manutenções das mesmas, além de não colocar em risco as vidas
dos soldados em manobras arriscadas. O uso deste sistema para treinamento
dos soldados permitiria maior desenvoltura dos pilotos com mais segurança e
menor custo. A simulações ganham mais realismo através de gráficos mais
elaborados e processadores mais potentes, além de equipamentos mais
adequados que promoveram um aumento de desempenho de execução das
tarefas do usuário. Um exemplo é o surgimento do capacete de RV ao final da
década de 70, com visão estereoscópica e rastreador (tracker) para
posicionamento do usuário dentro do AV.
Figura 5 - a) Wireframe b) Modo shade c) Render com textura
Uma das previsões de utilização da RV por seus pioneiros foi o emprego
desta tecnologia na arquitetura para desenvolvimento de maquetes eletrônicas,
sendo esta avaliada como uma das áreas mais promissoras. Seu uso na
representação destas maquetes evoluiria do aramado (wireframe) para o
render de superfícies sólidas (shade) o que caracteriza a representação dos
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
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Irla Bocianoski Rebelo 30
objetos formadores das maquetes virtuais (Figura 5). O uso de texturas para
representações mais realísticas surgiria mais tarde revolucionando mais uma
vez a qualidade do produto final gerado computacionalmente.
A pesquisa por novas aplicações de RV e equipamentos afins passou a
ganhar mais espaço dentro da academia, fundações de pesquisas e
corporações não militares. Novos equipamentos são desenvolvidos para suprir
às novas necessidades o que faz crescer a demanda por processadores
gráficos mais potentes e dispositivos para suporte gráfico e de interação. Um
dos resultados mais importantes destas pesquisas é a industrialização e
comercialização de novos equipamentos, acarretando inclusive uma baixa nos
preços dos equipamentos que são substituídos.
3.4 Equipamentos
Hoje em dia são muitos os equipamentos utilizados no desenvolvimento
de aplicações para RV. Os mais comuns de serem encontrados são mouse,
teclado, luvas, joysticks e capacetes de vários tipos. A RV não imerssiva
permite que o ambiente virtual seja explorado apenas por mouse e teclado. O
uso de luvas e capacete permite uma interação maior com o ambiente que está
sendo explorado. Quanto maior a quantidade de equipamentos utilizados para
experimentar um cenário maior será a imersão e melhores serão os resultados
esperados (Figura 6).
Uma classificação simplificada para equipamentos de RV disponíveis
comercialmente aponta dispositivos visuais e hápticos. O domínio dos
equipamentos visuais é notoriamente maior (mesmo porque a RV é baseada
em imagens) e variam entre monitores, óculos estéreos, capacetes ou CAVEs.
O capacete de RV (HMD - Head Mounted Display) desenvolvido por Ivan
Sutherland, também criador do sketchpad6, caracteriza um dos primeiros
6 O sketchpad, tese de doutorado de Sutherland, foi publicado em 1963 e caracteriza um sistema de comunicação gráfico homem-máquina utilizando uma caneta ótica (lightpen - dispositivo em forma de caneta para manipulação direta com o computador através de monitor). Estes dispositivos auxiliariam o usuário no desenvolvimento de projetos de (Continua)
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Irla Bocianoski Rebelo 31
dispositivos visuais a serem desenvolvidos para permitir imersão em aplicações
de RV (Sutherland, 1968; Sutherland, 1963). Encontrados na forma de
capacete ou óculos estereoscópico a diferença está na qualidade da imersão
que o usuário experimentará (Bertol, 1997).
Figura 6 - a) Interação através de mouse e teclado b) Interação com luva e óculos equipado
com rastreador de posicionamento (tracker)
§ Óculos estereoscópico - Simulam o trabalho da retina de perceber a
distância do objeto e produzir o efeito de profundidade e perspectiva,
através da vibração de duas imagens com mesmo conteúdo. Pode possuir
tracker.
§ Capacete (HMD) - Permite uma imersão maior no ambiente virtual devido
ao isolamento com o ambiente real. A diferença entre os vários capacetes
existentes no mercado é a qualidade da imagem gerada a qual é
relacionada ao sistema óptico. O tracker de posicionamento envia a
mensagem do movimento real da cabeça do usuário para o ambiente virtual
(Figura 7).
O capacete de RV pode ser encontrado em LCD (visor de cristal líquido)
ou em CRT (tubo de raios catódicos), sendo o primeiro mais ergonômico, mas
com resolução muito baixa (360x240 pixels). O capacete de CRT, apesar de
possuir boa resolução (8.400 x 2.400 pixels), não é ergonômico devido o seu engenharia os quais poderiam ser desenhados diretamente no monitor permitindo manipulação direta como duplicação e armazenamento digital dos dados, estabelecendo desta forma as bases conceituais para o CAD.
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grande peso. O ângulo de visão de ambos
modelos caracteriza outro ponto fraco deste
dispositivo, pois é inferior ao humano (que seria
de 180o na horizontal e 120o na vertical), o que
compromete o grau de realismo da aplicação
(Bertol, 1997).
Os dispositivos hápticos ou sinestésicos
permitem que o usuário interaja com o sistema
enviando dados de alguma forma e recebendo
sinais de retorno após uma interação através de
uma força de retorno (Force Feedback). Estes
dispositivos podem ser encontrados em forma
de luvas, coletes ou canetas (Figura 7) e
também são munidos de posicionadores
(tacker). Muitos equipamentos estão sendo
desenvolvidos com este tipo de sistema,
inclusive para uso médico utilizando
teleoperação (Burdea, 1996b). A deformação de
uma superfície através de interface háptica, por
exemplo, faz com que o usuário possa sentir a
superfície virtual do objeto utilizando um
equipamento de force feedback conhecido
como PAHNToM (Figura 7.c) (Burdea, 1996b). Um dispositivo de maior porte e
que serve ao mesmo propósito é apresentado na Figura 9.
A combinação de diferentes tecnologias oferece uma variedade de
equipamentos apropriados a diferentes tarefas. A bancada de trabalho
interativa (Responsive Workbench) (Krüger, 1995) é muito utilizada por
profissionais da arquitetura e urbanismo (Figura 8.a). Desenvolvido por
Wolfgang Krueger da GMD, este dispositivo gera uma holografia 3D interativa
que auxilia profissionais de arquitetura e urbanismo no processo de avaliação e
discussão de projetos. Seu funcionamento é baseado em imagens
estereoscópicas geradas por computador que são projetadas sob a superfície
Figura 7 - Hardware de RV: a) Capacete VFX1
b) Luvas 5th GLOVE 95 c) PAHNToM Headgear
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Irla Bocianoski Rebelo 33
de uma mesa através de um sistema de projetores e espelhos. Estas projeções
possuem alta resolução estereoscópica e suporta os posicionamentos da
cabeça e das mãos para interação com o modelo 3D. A visão estérea fica por
conta de óculos estéreos (shutter glasses) que geram o efeito 3D. O sistema de
posicionamento através de rastreadores (trackers) permite ao usuário uma
visão do AV do ponto de vista referente ao posicionamento do usuário, ou seja,
havendo movimentação do usuário no ambiente real haverá correção do seu
ponto de vista em relação ao AV. A interação pode ainda ser auxiliada por
luvas e caneta sendo possível interagir como os objetos da maquete projetada
(Figura 8.b e 8.c).
Figura 8 - Responsive Workbench: a) Funcionamento b) e c) Interação com maquete virtual através de dispositivo em forma de caneta
O Responsive Workbench oferece ao usuário um quadro de referência
exocêntrico (visão de pássaro), ou seja, a manipulação do modelo acontece de
maneira semelhante à utilizada em uma maquete convencional, exceto pelas
possibilidades de interação com o modelo eletrônico em tempo real. Uma
técnica semelhante pode ser utilizada em telões onde o usuário perceberá
imagens estereoscópicas com a ajuda de óculos apropriados (Bertol, 1997).
Equipamentos especiais podem ser desenvolvidos para aplicações
específicas como coletes que simulam o impacto de projéteis para aplicações
militares (Bertol, 1997; Virtual Technologies Incorporation, URL) ou esteiras de
exercício (threadmill) que conduzem o usuário por passeios virtuais. Outros
equipamentos que estimulam a imersão são roupas com atuadores (Figura 9)
(Burdea, 1996b), emissores de odores (Keller, 1995; Seidel, 1997) e de
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
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Irla Bocianoski Rebelo 34
sabores (Bardot, 1992). O CAVE (acrônimo recursivo para ‘CAVE Automatic
Virtual Environment’) é outro sistema baseado em projeções e estereoscopia
que permite ao usuário ocupar uma sala com paredes que servirão de telas
com o apoio de som estéreo (Figura 10). Concebido em 1992 por Tom DeFanti
e implementado por Carolina Cruz-Neira pela Universidade Illinois este
dispositivo pode ser descrito como o HoloDeck do seriado Jornada nas
Estrelas. Este tipo de sistema pode suportar fisicamente mais de uma pessoa
embora o controle seja feito por apenas uma delas (Bertol, 1997). A utilização
de óculos estéreos se faz necessária para visualização 3D (Stuart, 1996).
Estes sistemas são caros e pouco difundidos ao público em geral.
Figura 9 - Force ArmMaster (Burdea, 1996b)
Figura 10 - Modelo de um CAVE
São os hardwares os equipamentos que mais sofrem melhoramentos,
pois é através deles que informações provenientes de periféricos e dos
ambientes virtuais são processadas. O poder de processamento de
computadores domésticos vem crescendo e trabalhos que até três ou quatro
anos atrás eram processados apenas por estações gráficas de alto custo, hoje
podem funcionar em computadores pessoais de baixo custo. Quanto mais
processamento possuir a máquina melhor vai ser o desempenho do ambiente
3D em tempo real e menor vai ser o tempo de resposta para as ações tomadas
pelo usuário. O ponto crítico de resposta está associado ao aumento da
complexidade das operações, o que exige grande poder computacional gráfico
e um elevado poder de processamento de cálculo (Luz, 1997). Isto implica no
constante desenvolvimento de pesquisas na área de computação gráfica que
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Irla Bocianoski Rebelo 35
procuram por resultados eficientes sempre objetivando um número adequado
de imagens por segundo gerado pelo computador (entre 20 a 30 quadros por
segundo) (Luz, 1997).
3.5 Aplicações
Thomas Furness, um americano que acredita no futuro da RV, começou
sua carreira na Força Aérea Americana, mas em 1971 deixou de fazer
pesquisas para a área militar. Em 1977 ele aponta o uso de conferências
virtuais como meio de utilização da RV. Seu emprego na arquitetura ajudaria o
desenvolvimento de projetos em colaboração com os clientes, onde
fisicamente, cliente e profissional, poderiam estar separados por quilômetros de
distância. A conferência virtual tornaria possível a aproximação de ambos e a
RV permitiria uma exploração tridimensional da edificação. Juntos discutiriam o
projeto, resolveriam os problemas diretamente através do modelo virtual e
fariam as modificações necessárias em tempo real (Weiss, 1996).
Assim como na arquitetura muitas outras áreas já se beneficiam com
aplicações em RV. Na medicina o uso de luvas pode ser utilizado para auxiliar
o diagnóstico de casos de mal de Parkinson. O tremor, que é o sintoma
relacionado com estes pacientes, pode ser mensurado e diagnosticado de
modo personalizado para cada paciente (Weiss, 1996). O Biomose é um
capacete desenvolvido pela ‘Califórnia VR Company’ que pode levar um pouco
de movimento à vida de uma garota que ficou tetraplégica em um acidente
quando criança. Os únicos movimentos que se mantinham eram os músculos
do rosto, não sendo possível o movimento de giro de sua cabeça. O capacete
captura sinais elétricos do cérebro, dos olhos e dos músculos faciais
transmitindo-os ao computador. Estes sinais são utilizados para criar formas e
padrões na tela do monitor (Weiss, 1996).
O entretenimento é a área que mais promove pesquisas e produtos
comerciais. Mas mesmo sendo este o nicho mais forte do mercado da RV, a
comercialização de periféricos como capacetes e luvas ainda é pequena. Mas
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
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Irla Bocianoski Rebelo 36
apesar da baixa oferta por dispositivos, a produção de softwares e aplicativos
de RV tem apresentado grandes resultados com poucos investimentos, e
ganhado desta maneira um novo tipo de mercado, o que pode incentivar a
demanda por novos dispositivos.
Mas nem sempre as pesquisas de RV que são iniciadas persistem ou se
tornam produto. Por vezes elas acabam em protótipos com deficiências por
falta de investimentos. Isto impede a produção comercial de produtos que
beneficiariam a sociedade. Nos EUA os maiores investimentos governamentais
são destinados à área militar onde são pesquisadas inclusive aplicações para
área médica e educacional. Outros investimentos, menos consideráveis e de
procedência civil, têm beneficiado a área do entretenimento que é sustentado
pela comercialização de seus próprios produtos desenvolvidos para um grande
público que procura diversão. A distribuição destes produtos retorna o capital
investido em pouco tempo permitindo o desenvolvimento de novas pesquisas.
Aplicações voltadas para as áreas de arquitetura e urbanismo são
normalmente desenvolvidas por instituições educacionais (universidades) ao
redor do mundo. São projetos que procuram aplicações úteis para a RV além
de estudos sobre interação homem computador. Dentre eles podem ser
encontrados desde passeios virtuais e simulações até interação de equipes no
desenvolvimento de projetos. Algumas áreas de pesquisa são ambiente
urbano, sistemas de informação, processo de projeto, educação entre outras.
Muitos autores como Schmitt (1993), Neil (1996), Novak (1990) e Anders
(1994) compartilham a certeza de que a RV deve se tornar em breve uma
ferramenta indispensável para o projetista de arquitetura, pois o AV oferece a
essência espacial para interação que não é possível de ser alcançada através
da mídia 2D.
3.5.1 Aplicação da RV na Arquitetura e Urbanismo
A apropriação da RV para apresentação de modelos 3D proporciona um
dinamismo de interação não possível até então. O grau de detalhamento vai
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
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depender do poder de processamento computacional da máquina do usuário,
que se for bom, poderá suportar modelos com detalhamento mais apurado.
Infelizmente o nível de detalhe que o profissional se habituou a fazer em
programas CAAD deve ser reavaliado objetivando otimização do modelo e
utilização correta de texturas. Este esforço é recompensado com uma
disponibilização mais facilitada do modelo permitindo inclusive maior liberdade
de exploração e interação para o usuário.
Desde as aplicações mais simples como ambientes que são explorados
através de mouses e teclados, até o uso de capacetes, luvas, e outros
equipamentos, as aplicações em RV tem pelo menos um propósito: ser
explorada livremente o mais próximo possível do real. Até o mais sofisticado e
complexo ambiente de RV tem seu início no modelo tridimensional produzido
em softwares CAD, o qual passa por um processo de modelagem, aplicação de
texturas, mapas e materiais. De acordo com Bertol (1997) este processo
permitirá os seguintes resultados:
§ Perspectiva renderizada estática, criada a partir de um modelo aramado;
§ Passeio não interativo através de uma animação;
§ Passeio interativo através de monitor;
§ Passeio interativo em ambiente virtual com periféricos.
Segundo Campbell (1995b) a RV, que já é uma ferramenta bastante
utilizada nos procedimentos de projeto, deve ser compreendida baseada nos
seguintes aspectos:
§ RV imerssiva ou não-imerssiva que proporcionam diferente formas de
visualização e análise;
§ O Nível de detalhamento determinará a qualidade do modelo, mas também
determinará a qualidade de interação com modelo em função do poder de
processamento da máquina;
§ Conversores mais facilitados de modelos 3D para modelos em RV
poderiam permitir mais interação ao longo do processo de desenvolvimento
do projeto;
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
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§ O uso da RV como ferramenta de apresentação, ao contrário do que
menciona Campbell, não é uma apresentação em vídeo de passeios pré-
determinados (walk-through). A RV é uma forte ferramenta para se
estabelecer um julgamento do projeto partindo do princípio de que é o
usuário quem explora o projeto em busca de respostas. Campbell defende o
uso de vídeos baseado no tempo de consumo a ser utilizado por cada
cliente para fazer seu próprio passeio. No entanto a idéia da RV é a
liberdade de exploração do ambiente. Os vídeos devem ser classificados
como outra mídia de apresentação pois são limitados.
Dentre as aplicações encontradas na arquitetura e urbanismo
encontram-se propostas que normalmente não poderiam ser executadas em
ambiente real (ou se pudessem teria um alto grau de dificuldade). A
possibilidade de explorar um projeto para avaliação antes de sua execução
ganha realismo com a modelagem tridimensional. Na Universidade da Carolina
do Norte foi desenvolvida uma aplicação que através de um passeio virtual o
usuário pode conhecer o ambiente virtual utilizando para isso dispositivos de
imersão compostos por uma esteira de exercício e um capacete de RV (Bertol,
1997). O “Treadmill” é uma esteira comum encontrada em academias de
ginástica, mas com algumas adaptações para utilização em RV. O aparelho
permite ao usuário caminhar em um ambiente em RV sem praticamente sair do
lugar, controlar velocidade e direção. Outros dispositivos semelhantes (também
chamados de full-motion interface) são apresentados por Jung (1999) que
descreve quatro tipos de dispositivos que permitem interação através de
caminhada física: treadmills, foot followers, cybersphere e sliding. O treadmill
seria o mais simples deles utilizado apenas para caminhadas em AV em
apenas uma direção. Os mais complexos permitiriam diferentes
posicionamentos e direções durante a caminhada (Figura 11).
A colaboração, que também é objeto de estudo na arquitetura, permite a
criação de aplicações que podem ser compartilhadas durante os
procedimentos de projeto (Jabi, 1995). Usoh (1999) apresenta um sistema de
visualização para desenvolvimento de projeto de grande porte em colaboração
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 39
que funciona com ajuda de ‘cinema’ de RV (utilizando grandes telões) e
permite a participação de vários usuários para explorar e discutir o projeto. Na
área do urbanismo Ingram (1996) propõe princípios de planejamento utilizando
RV. O uso de luvas para manipulação de objetos virtuais em projetos de
arquitetura é estudado por Stoakley (1995). Seu enfoque é na técnica de
interação que o usuário terá para manipulação dos objetos no AV bem como
pontos de vista e disponibilização dos comandos.
Figura 11 - Interfaces de imersão a) e b) movimento uniderecional c) movimentação livre
A representação de projetos é um dos objetos de pesquisas para
equipamentos como o Responsive Workbench. Através do programa
“Architectural Site Plan” Bertol (1997) demonstra como este equipamento pode
ser utilizado para projetos de grande escala urbana. A aplicação, que tem
também o propósito de avaliação, funciona como um kit de partes que permite
aos arquitetos juntar modelos construídos e partes modeladas.
A realidade virtual aumentada (augmented reality) utiliza uma técnica
que mistura elementos reais os quais interferem em resultados digitais
representados tridimensionalmente. Underkoffler (1999) apresenta uma
aplicação em que o urbanista é auxiliado em projetos de grande escala com a
representação em tempo real de aspectos de sombreamentos e ventilação,
resultados estes gerados através da inserção de edificações (modelos 3D
reais) em um ambiente urbano virtual pré-definido. Outras ferramentas
utilizadas assistem o projetista com cálculos de distâncias. Outras aplicações
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 40
de sombreamento em ambiente virtuais são também estudadas por Slater
(1995).
A utilização da RV no urbanismo possibilita avaliar propostas de projeto
e simular os possíveis impactos no ambiente urbano já existente. A
disponibilização do plano urbano em uma mídia que permite envolvimento mais
amplo de profissionais e inclusive da população (State Street Virtual
Environment Tool, URL), podendo beneficiar melhorias na qualidade do
ambiente construído e gerenciamento da cidade. O Seattle Commons é um
projeto de simulação do espaço urbano para estudos de planejamento urbano
com a proposta de criação de um parque de 61 mil acres a ser conectado a um
centro de negócios (Bertol, 1997). Pesquisadores do University College London
através do Centro de Análises Espaciais Avançada (CASA) propuseram a
utilização da tecnologia de QuickTime VR7 como ferramenta de visualização de
suporte ao desenvolvimento de projetos urbanos. O projeto uti liza-se de uma
variante do QuickTime VR chamado Real VR que permite a construção de
mundos virtuais dentro da representação fotográfica e suporta vários usuários
interagindo entre si e com os objetos (Dodge, 1997b). O mesmo centro de
pesquisa está desenvolvendo sistemas de simulação com GIS (Geographical
Information System) para criar o modelo da cidade que futuramente será
disponibilizado na rede através de simulações de medição do nível de poluição
do ar (Dodge, 1999b).
O PANGEA (Penn, 1997) é outro exemplo de aplicação com objetivo de
simulação e avaliação, proposto pelo Departamento de Ciências
Computacionais da Escola de Arquitetura Bartlett. Através de um programa que
permite visualização 3D, desenvolvido para ser de fácil manipulação, é possível
obter análises de vários aspectos de projetos complexos através de gráficos e
interação 3D. Estes gráficos são atualizados em tempo real se houver alguma
modificação no projeto. Através da entrada de dados sobre materiais utilizados
7 O QuickTime VR é uma representação de um cenário real através e fotografias tiradas em loco montadas de maneira tal que complete um giro de 360 graus.
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 41
são geradas análises e avaliações referentes à iluminação, acústica entre
outros.
O uso da RV na representação de centros históricos também tem sido
explorado. A reconstrução de centros históricos (arqueológicos ou
arquitetônicos), em qualquer estado de conservação (ou desaparecidos), pode
ser simulada em RV permitindo a qualquer pessoa a exploração do sítio para
fins de pesquisa ou visita sem deslocamento ou danificações destes
monumentos. A primeira conferência dedicada à reconstrução e apresentação
do patrimônio histórico aconteceu em Bath na Inglaterra em novembro de 1995
(Virtual Heritage'95, URL) devido o crescente número de aplicações
desenvolvidas nesta área. Dentre elas destacam-se assentamentos pré-
históricos, antigas fortificações militares, cidades medievais, estruturas
arquitetônicas destruídas por guerras ou pelo tempo, mobiliário, ornamentos e
ferramentas antigas. Uma destas aplicações simula a cidade de Giotto onde o
usuário explora a Basílica de São Francisco de Assis. Os afrescos da igreja
servem de “link” para outros AVs representando cidades medievais inspiradas
pelas visões de Giotto (Bertol, 1997).
É importante destacar que todas esta aplicações tornaram-se possíveis
em função das constantes pesquisas realizadas por pessoas ou grupos
interessados na descoberta de novas técnicas para procedimentos de projetos
ou representação. Em seu livro “Saber ver a arquitetura” Bruno Zevi (1992)
questiona o interesse público pelas artes e seus autores. Ele diz que seus
interesses não vão além das obras de arte, música e poesias, estando a arte
da arquitetura e seus grandes arquitetos em lugar menos destacado. Ele se
refere à facilidade do deslocamento de obras de arte para uma mostra ou
exposição (música, quadros, objetos de arte) o que seria impossível de ser
realizado com o patrimônio arquitetônico. A RV pode suprir as necessidades de
um evento desta natureza. Prédios e obras arquitetônicas de certo valor
histórico podem ser modelados e programados para serem visitados
virtualmente fazendo com que esta arte se torne tão popular quanto os quadros
de Van Gogh, Pablo Picasso ou as músicas de Vivald e as esculturas de
Rodan. A RV aplicada as este tipo de divulgação pode aproximar as pessoas
3 Realidade Virtual: Tecnologia e Interface
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 42
de uma história mais detalhada e envolvente através de roteiros apropriados
como sugere Bruno Zevi (1992):
“O homem médio que visita uma cidade monumental e sente o dever de admirar seus edifícios desloca-se segundo critérios meramente práticos de localização; hoje, visita uma igreja barroca num determinado bairro. Depois uma ruína romana, depois uma praça moderna e uma basílica protocristã. Em seguida, passa para outro setor urbano e, no segundo dia do guia de turismo, volta a se deparar com a mesma mistura de exemplares arquitetônicos estranhos e diferentes. Quantos turistas se propõem visitar hoje todas as igrejas bizantinas, amanhã todos os monumentos renascentistas, depois de amanhã obras modernas?” (Zevi, 1992, pg. 2) De fato não seria uma opção viável escolher roteiros tão restritos quando
uma agenda de viagem não permite tantos deslocamentos. A restrição
financeira é outro fator que dificultaria a execução de tais passeios. Este tipo de
visita direcionada poderia ser de grande utilidade a alunos, professores,
profissionais interessados em viagens de pesquisa e turistas.
3.6 Conclusões
A tecnologia de RV já proporciona uma grande variedade de aplicativos,
inclusive na área de arquitetura e urbanismo. As pesquisas continuam
propondo novas aplicações com mais freqüência e os resultados são
absorvidos na medida que os resultados se tornam palpáveis ou os orçamentos
permitem. Esta velocidade de apropriação tem crescido bastante, de modo que
os novos equipamentos e dispositivos que surgem, aos poucos, se tornam
mais acessíveis. As pesquisas que servem de suporte para uma nova etapa
desta geração busca soluções por uma interface entre homem e máquina que
poderá ser encontrada no uso da RV. Futuramente a RV pode vir a se tornar
uma ferramenta de interação essencial para arquitetos, engenheiros e
designers durante o processo de desenvolvimento de projetos. Sua utilização,
no entanto, depende de equipamentos mais acessíveis e aplicativos mais
consistentes.
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 43
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
4.1 Introdução
Três aspectos de relevância significante no desdobramento de projetos
são os procedimentos de representação, simulação e avaliação, os quais são
utilizados para fins de compreensão do projeto para a obra a ser elaborada e
como artifícios para adequar os projetos a diferentes agentes que deverão ser
simulados e avaliados. Cabe a este capítulo apresentar os procedimentos
mencionados dentro de uma estrutura histórica, buscando sua utilização na
área de arquitetura e urbanismo, e o papel da realidade virtual como uma nova
tecnologia no auxílio das tarefas referentes a estes procedimentos.
Os processos de representação que vêm sendo utilizados na arquitetura,
bem como aqueles que se perderam no tempo por falta de utilização ou pela
substituição de uma representação mais aprimorada serão abordados na seção
‘Representação’. Alguns destes processos que tiveram seu início no século XV
são substituídos por ferramentas que despontam com o aparecimento da
computação gráfica. Os novos procedimentos para o desenvolvimento de
projetos arquitetônicos informatizados são derivações dos descobrimentos
computacionais que vêm auxiliando e aprimorando uma série de outras áreas
onde antigos processos de trabalho são aperfeiçoados e tornam-se mais
qualificados.
A simulação permite que diferentes aspectos possam ser analisados
para garantir a segurança na execução e uso da edificação. Aspectos de
energia, iluminação artificial e natural, desempenho luminoso de sistemas de
iluminação zenital, comportamento de estruturas (madeira, concreto ou
metálicas) podem ser analisados através de procedimentos laboratoriais, que
tornam a tarefa de simulação onerosa e lenta, ou através de modelagem
computacional, que surge como mais um meio de assegurar análises rápidas e
precisas.
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 44
A avaliação segue como procedimento posterior a simulação de modo
que sua análise dará lugar a dois tipos de resultados: subjetivo ou objetivo.
Este último, por utilizar dados para fins de investigação, torna o resultado mais
conclusivo e coerente o que remete a uma avaliação mais segura quando
forem utilizados métodos computacionais.
4.2 Representação
A geração de números que representam pontos e pontos que representam imagens é o mapeamento da era computacional referente ao processo e representação. A história
das representações pode se resumir, então, no mapeamento de diferentes meios e processos: grafite, tinta, cores e o fósforo ou cristal líquido do monitor.
[Fonte: Traduzido e adaptado de Bertol, 1997]
Muitos procedimentos de projeto utilizados ainda nos tempos de hoje
seguem princípios clássicos para a representação e avaliação da formação de
idéias. O desenho, forma mais comum de representação, foi sendo
aperfeiçoado e adaptado de acordo com o surgimento de novas tecnologias.
Por vezes a necessidade era motivação suficiente para o descobrimento de
novas alternativas, como aconteceu com o surgimento do lápis8. A importância
do desenho na arquitetura justifica-se pela necessidade de exposição das
idéias espaciais. O desenho, além de documentar o projeto final para
implementação posterior, é essencial para a comunicação das idéias que
definem o projeto (Gabriel, 1999).
A representação gráfica tem sido utilizada como forma de manifestação
do ser humano desde os grafismos feitos por primatas através de inscrições
em cavernas, passando por símbolos, alfabetos, até chegar nos dias de hoje
com a revolução digital. O aprimoramento da técnica levou o homem a pintar
sob telas e desenvolver a perspectiva que permite a representação de espaços
e objetos tridimensionais. As mídias utilizadas para as representações 3D, até
8 Nicolas Santiago Conte, um retratista que viveu na França, sentiu a necessidade de criar uma nova ferramenta de desenho quando em 1796, por causa de uma guerra com a Inglaterra, não era possível encontrar grafite. Ele inventou o lápis através de uma mistura de pó de grafite e argila derretida aplicada num canal feito no interior de um pedaço de madeira de cedro. O próprio retratista numerou: 1, 2 e 3 de acordo com o grau de dureza da grafite.
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 45
hoje, foram bidimensionais, ou seja, papel, telas, paredes e outros meios
semelhantes. Desde então o homem criou um fascínio pela representação do
espaço de forma envolvente, o que o levou a estudar os processos da visão e
desenvolver máquinas que simulassem o mundo real.
A descoberta do estereoscópio e da máquina fotográfica foram os
primeiros passos para chegarmos nos tempos modernos onde os hologramas e
os mundos digitais proporcionam simulações quase perfeitas. A necessidade
de comunicação levou o homem a improvisar, criar e desenvolver técnicas de
representação e apresentação prevendo a disseminação de informações e do
conhecimento.
Hoje os computadores se destacam pela capacidade de representação
de espaços ou objetos tridimensionalmente, seja através de programas CAD ou
da RV. A holografia é também uma forma de representação tridimensional
levada a conhecimento do público através de filmes de ficção científica. A
importância destes métodos é a representação em três dimensões e a
interatividade disponível que se faz necessária, cada vez mais, nos dias de
hoje. As descobertas constantes e a preocupação com o aprimoramento dos
métodos representativos provam a necessidade que o homem tem de se
comunicar através de gráficos, sejam estes imagens ou cenários
tridimensionais.
Das áreas beneficiadas pelos avanços tecnológicos destacam-se a
arquitetura e a engenharia, que vêm otimizando seus processos de projeto
desde a produção até as apresentações. Para isso são utilizadas ferramentas
ligadas à computação gráfica. Estamos vivendo uma época em que não é mais
uma imagem que vale mais de mil palavras, mas sim um ambiente
tridimensional, principalmente se houver algum tipo de interação com o mesmo.
Alguns procedimentos de representação estão cedendo lugar à RV
devido seu poder de interação e imersão. Junto à Internet a RV ganha ainda
mais espaço permitindo o compartilhamento de informações e o envolvimento
de comunidades em ambientes virtuais. Os métodos de representação
descobertos pelo homem transmitem uma referência espacial através de
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 46
gráficos, tendo evoluído na mesma proporção em que o homem necessitava de
melhorias para a representação do espaço tridimensional.
4.2.1 Considerações Sobre a Representação
Os métodos representativos utilizados no desenvolvimento de projetos
arquitetônicos surgiram da necessidade de se representar da melhor maneira
possível o maior número de informações que caracterizam ambientes ou
elementos tridimensionais. Uma boa representação tridimensional é um forte
instrumento para auxiliar a compreensão espacial, principalmente quando o
púbico a que se destina o projeto trata-se de pessoas que possuem
dificuldades de compreender (ou imaginar) espaços e elementos 3D. Ao
contrário dos arquitetos e engenheiros, que costumam pensar
tridimensionalmente, a maioria destas pessoas sente dificuldades para
espacializar mentalmente desenhos representados bidimensionalmente. O
desenvolvimento de técnicas e ferramentas para simulação de espaços 3D foi
uma saída encontrada para uma melhor comunicação destes projetos.
Dentre os mais antigos métodos representativos, de larga utilização, o
desenho é o que se faz mais presente. Maria Bernadete Teixeira da Escola de
Design da Universidade do Estado de Minas Gerais menciona que as pinturas
contam histórias de várias gerações, sejam elas gravadas em pedras, telas ou
murais, são antigos meios de comunicar impressões subjetivas e sentimentos
sem o uso da palavra. O ditado “uma imagem vale mais que mil palavras”
evidencia o desenho como uma forma de expressão independente e de efeito.
As maquetes, sempre muito utilizadas como objeto de representação na
arquitetura, vão além do processo ilustrativo e dão ao espectador o poder de
analisar o modelo em todas as suas dimensões de forma generalizada. Sua
escala reduzida oferece ao usuário mais liberdade de avaliação do que os
estáticos desenhos que oferecem pontos de vista limitados.
O desenho que se manifesta nas mais diversas formas é o resultado
final da aplicação de diferentes técnicas. A representação tridimensional
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 47
através do desenho foi bastante explorada por muitos estudiosos onde foram
estabelecidas bases para o desenvolvimento de técnicas de representação
realísticas como o Trompe L’oeil (Bertol, 1997) e os afrescos do século XV.
Novos procedimentos e técnicas trouxeram mais liberdade e realismo para a
observação de imagens. A fotografia, o perspectógrafo, a câmara escura ou
mesmo o estereoscópio, desenvolvido em 1883, promoveram revoluções e
serviram de impulso para o descobrimento de novas técnicas de representação
visual do espaço ou objeto tridimensional (Felix, 1996). O cinema também
desponta como forma de representação e gera ainda mais liberdade para
apresentações arquitetônicas. A imagem em movimento permite uma melhor
compreensão do espaço.
O desenvolvimento de novas técnicas está associado à situação
tecnológica de cada época fazendo com que a evolução e renovação de
técnicas e ferramentas ao longo dos séculos proporcionem mais conforto e
agilidade aos processos de representação. Este aperfeiçoamento surge mais
intensamente com o aparecimento da computação gráfica.
AS TRÊS DIREÇÕES
Vivemos em um mundo tridimensional e o que vemos diante de nossos
olhos possui altura, largura e profundidade física (Wong, 1995). A presença dos
eixos de direção na matemática (geometria analítica e álgebra linear) é
necessária para o desenvolvimento de cálculos e resolução de problemas no
espaço. No desenho a perspectiva se utiliza destas direções para determinar
profundidade e ilusões espaciais. Estes eixos ou vetores ( x : y : z )
representam largura, altura e profundidade. A representação bidimensional
utiliza apenas os eixos x e y que determinam as direções horizontal e vertical.
Normalmente é difícil avaliar níveis de profundidade em imagens
bidimensionais que utilizam apenas dois eixos. Mas a distância entre objetos,
seus tamanhos e textura (Cohen, 1986) podem fornecer dicas sobre
posicionamento no plano z que sugere a profundidade do espaço ou do objeto
representando.
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 48
PERSPECTIVA
As primeiras técnicas
utilizadas para criação de
perspectivas foram desenvolvidas
por artistas e matemáticos
renascentistas. Albrecht Durer
representou algumas destas
técnicas em pinturas e esculturas
com detalhe e precisão (Pedoe,
1976). Seu trabalho apresenta
dispositivos que ilustram técnicas
de medidas para desenvolvimento
de desenhos de pessoas ou
objetos que teriam sido
apropriados como tecnologia de
ponta para a época buscando uma
representação acurada da visão do artista.
A técnica de grids (Figura 12.a), representada por uma janela provida
de uma malha quadriculada, foi uma desta técnicas a ser utilizada por muitos
artistas como forma de transferência do cenário, ou o que seria pintado na tela.
Este método permite que o olho do observador esteja fixo para que possam ser
determinados os pontos da imagem a ser representada em uma placa de vidro
dividida por uma malha fixa entre o artista e o objeto de pintura. Posteriormente
este desenho poderá ser transferido para um painel ou folha de desenho
utilizando um sistema correspondente de divisão da malha, obtendo um retrato
aproximadamente correto.
A Figura 12.b apresenta uma técnica que consiste em transferir a
imagem gradualmente para uma superfície de desenho através do uso de um
cordão (ou linha), fixado à parede com um peso, e um pino localizado no outro
extremo do cordão. Uma estrutura de madeira com o auxílio de outros dois
cordões móveis em ângulo reto são colocados entre o pino é o ponto fixo na
parede servindo de referência para os pontos a serem tomados durante a
Figura 12 - Técnicas de perpectiva representadas por Albrecht Durer a) Janela com
malha de apoio b) Cordão para referência de pontos
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 49
localização do pino no objeto. A localização do cordão determina a posição
daquele ponto no desenho (com o auxílio dos dois cordões móveis) que será
feito em uma folha de papel conectada à estrutura de madeira por eixo de
rotação.
TROMPE L’OEIL
Desenvolvida a partir dos modelos matemáticos euclidianos, a
perspectiva tornou-se, sem dúvida, a transformação do ambiente real em
abstrato sem a perda de detalhes que se fazem necessários para uma melhor
compreensão espacial. A perspectiva é uma representação bidimensional por
meio da qual tenta-se mostrar ao observador os detalhes de uma cena real. O
aprimoramento da técnica levou ao surgimento do Trompe L’oeil que ainda é
capaz de iludir o espectador pelo realismo de seu resultado. Durante o século
XV esta teria sido a técnica de ‘RV’ utilizada para promover representações
realísticas (Bertol, 1997).
Esta técnica, que do francês significa “enganar o olho”, ilustra paredes,
murais e tetos criando uma ilusão de extensão do real (ou mesmo irreal),
utilizada muitas vezes quando não existe possibilidade ou condições para a
edificação real (Bertol, 1997). O Trompe L’oeil teve seu início no final do século
XV e dentre as primeiras obras desenvolvidas naquele período encontra-se o
coro de San Satiro em Milão. Projetado por Donato Bramante o trabalho
produzia um efeito exagerado, mesmo se visto do ponto exato de observação.
A ilusão provocada pela técnica contempla um único ponto de vista no
qual o espectador deverá estar posicionado para observar a cena com o devido
grau de realismo.Um deslocamento por parte do observador pode comprometer
a ilusão criada pela pintura. Uma abordagem tradicional para executar o
Trompe L’oeil em tetos, por exemplo, é utilizar como ponto focal o meio da
sala, onde o observador encontra-se olhando para cima em linha reta (Figura
13.b). A ampliação espacial de pequenos espaços normalmente utiliza o ponto
de vista do usuário que entra no ambiente. A exemplo sita-se o Palazzo
Farnese (Figura 13.a e 13.c) em Caprarola na Itália, projetado por Antonio de
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 50
Sangallo e Jacopo Barozzi da Vignola 9 e construído na segunda metade do
século XVI (Bertol, 1997).
Figura 13 – a) Ferdinando Galli Bibliena: Santa Maria del Serralglio, Parma; b) Pallazo
Farnese: Camera dell’Aurora c) Pallazo Farnese: Sala de Giove (Bertol, 1997)
Figura 14 - Hichard Hass: a) 112 Prince Street Facade, New York (1975); b) West Facade, Boston Architectural Center (1977); c) Atrium, mericith Communication Headquarters, Des
Moines (1981)
A técnica do trompe L’oeil é ainda muito utilizada como recurso de
ilusão. Richard Haas é um artista contemporâneo que traz aos ambientes
urbanos, principalmente americano, uma opção de reforma sem mudanças
estruturais de prédios e edifícios (Figura 14, Figura 15, Figura 16). Seus
9 A maioria de suas pinturas foram executadas por Vignola e Taddeo Zuccari.
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 51
murais integram-se à situação urbana local através de fachadas em estilo
antigo, continuação do ritmo de fachadas ou ousando na criação de elementos
inesperados. Esta técnica é aplicada principalmente em paredes cegas de
edificações antigas e que não se adaptam ao conjunto urbano. Esta técnica
que também é chamada de Murs Peints é igualmente encontrada em Lyon na
França (Figura 17, Figura 18), como forma de expressão decorativa ou de
sinalização. Uma destas obras foi produzida para facilitar o acesso ao hotel “Le
Cours des Loges” (Figura 17) que representa uma pessoa indicando o
caminho para o hotel (Gambier, 1999).
Figura 15 - Hichard Hass: a) Absolute New York (não existe mais), New York City, (1996); b) Centre Theater, Milwaukee WI, (1981) c) Tarrant County Civil Court House Annex, Fort Worth
TX , (1988)
Figura 16 - Hichard Hass: a) Gateway to the Waterfront,Warburton Ave. & Main Street Yonkers NY Funded by Downtown Waterfront Development Corporation, 1996; b) Fountainbleu Hotel,
Miami Beach FL, 1986
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 52
Figura 17 - Le Cours des Loges,
Concepção/Realização Mur’Art, 1998: mural e
detalhe (Gambier, 1999)
Figura 18 - Afresco por Gerland, 18, Rue Pierre de Coubertin. Concepção e
realização Citè de la Crèation. 1998, 250 m2 (Gambier, 1999)
FOTOGRAFIA
A fotografia, que também serve como forma de representação do
espaço, expressa com realismo o mundo tridimensional. Utilizada como
elemento de divulgação, recordação ou arquivo, a fotografia é muito utilizada
por arquitetos como documentação inicial para desenvolvimento de projetos
(fotos de terrenos) ou como modelo final de representação de projetos
concluídos. A utilização de material fotográfico para simular inserções de
projetos no ambiente urbano não é uma técnica nova. O aprimoramento desta
técnica dependeu também do aparecimento de máquinas xerográficas
coloridas que possibilitam o trabalho de colagem. Auxiliado pela computação
gráfica este procedimento passou a ser ainda mais utilizado incrementando
inclusive o grau de realismo no resultado dos trabalhos graças ao poder de
manipulação das imagens. A fotografia é o meio estático que mais satisfaz o
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 53
sentido da visão. O movimento de imagens será satisfeito através de filmes
(cinema / TV) ou através da RV que permite a livre interação do espectador.
ARQUITETURA
Na arquitetura a necessidade do desenho aparece desde a primeira
etapa de desenvolvimento do projeto. As primeiras idéias tomam forma a partir
de traços e linhas que compõe um desenho inicial, abrindo espaço para o
desenrolar do projeto que é representado por desenhos que caracterizam o
conjunto de documentos de um projeto. Os desenhos determinam espaços
internos, externos e elementos de construção que são representados por
planos diferenciados e escalas adequadas que permitem avaliação do modelo
e análise plástica do projeto. A documentação é feita através de plantas baixas,
elevações, fachadas, cortes, perspectivas, croquis entre outros. Perspectivas e
croquis são as representações tridimensionais do conjunto de idéias geradas
pelo projetista, mas que serão apresentadas a partir de um determinado ponto
de vista escolhido pelo projetista, o que impossibilita ao usuário (cliente)
conhecer, tridimensionalmente, outros ângulos do projeto.
COMPUTAÇÃO GRÁFICA
Os tradicionais desenhos de representação utilizados na arquitetura
continuam sendo os mesmos. No desenvolvimento de projetos arquitetônicos
ou urbanísticos as primeiras idéias são sempre lançadas a partir de uma folha
de papel e um lápis, para posteriormente serem desenvolvidas em escalas,
maquetes ou perspectivas. O uso de programas CAAD, no entanto oferecem
uma representação gráfica padrão e de fácil modificação. Equipamentos
auxiliares permitem que as tradicionais técnicas de desenho permaneçam
presentes no processo de representação. A caneta digital (Bertol, 1997) toma o
lugar da lapiseira fazendo com que as linhas traçadas sobre uma mesa
apropriada (Tablet) sejam digitalmente armazenadas. A representação 3D
permite a criação de inúmeras perspectivas a partir de uma única maquete.
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 54
Mas apesar de toda facilidade proposta pelo uso de programas CAAD muitos
profissionais não se sentem encorajados a iniciarem um processo de
modernização (Sanders, 1996). Talvez por ser o desenho ainda a forma mais
rápida de se comunicar espacialmente, pois basta uma folha de papel e uma
lapiseira ou um galho e um chão de terra.
4.2.2 Breve Histórico Sobre as Representações Gráficas
As inscrições em cavernas deram início ao processo de representação
gráfica durante a era paleolítica. Em seguida aparecem imagens mais
elaboradas como as pinturas sacras perto do nascimento de Cristo, abrindo
espaço para a criação da perspectiva no século XV e a chegada da
computação gráfica ainda neste século. Outros aspectos de interesse
representativo que evoluíram na mesma proporção foram técnicas
manufaturadas de instrumentos de caça, objetos de arte e utensílios em geral
beneficiados, principalmente, pela era industrial. Paralelamente a arquitetura e
as engenharias eram favorecidas em seus processos de projetos e
representações a cada nova descoberta.
Mas além das técnicas e ferramentas utilizadas para representação, um
fato curioso é o procedimento humano de interpretação e representação. O
homem paleolítico preocupava-se em contar sua vida cotidiana através de
inscrições em paredes de cavernas que eram representadas de acordo com
sua lembrança do que teria visto naquele dia: contornos e cores. Não havia
técnica de profundidade ou perspectiva restringindo a representação à um
desenho bidimensional. Este processo acontece de modo semelhante com
crianças que se expressam através de linhas e cores com vistas frontais ou
laterais. Com o passar dos tempos o homem percebeu a importância do
desenho como forma de expressão e passou a se dedicar ao aprimoramento
dos detalhes como cores, escala e profundidade. Quanto maior o grau de
detalhamento maior seria a representação da realidade (Cheyne, 1998). Para
isso seria necessário o aperfeiçoamento de técnicas e ferramentas. A
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
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Irla Bocianoski Rebelo 55
matemática Euclidiana ofereceu subsídios para o desenvolvimento da
perspectiva, que proporcionou a arte da representação através de linhas,
formas, cores, volumes e profundidade (Zevi, 1992).
A revolução industrial e as duas grandes guerras serviram como uma
alavanca para o desenvolvimento de novas tecnologias, novas técnicas de
trabalho, novo estilo de vida, de pensamento. As primeiras pesquisas
realizadas com gráficos computacionais aconteceram no final da década de 40.
As primeiras pesquisas buscavam apenas a representação de pontos
luminosos em monitores utilizando lâmpadas. Em 1960 Steven Coons
desenvolve técnicas de gráficos computacionais para descrever superfícies e
em 1963 apresenta um esboço das exigências para sistemas CAD,
influenciando os primeiros trabalhos em CAD. A contribuição de Ivan
Sutherland para o desenvolvimento de ferramentas gráficas é resultado de uma
série de técnicas de computação gráfica programadas por ele e que até hoje
são utilizadas (Fallon, 1998):
§ Opção que mostra uma linha ou arco esticando, encolhendo ou voltando
à posição inicial;
§ "Snap to end point" permite ao usuário prender a linha, arco ou outro
elemento ao ponto final exato de outro elemento gráfico;
§ Cópia de informações que facilitam o reuso; e
§ “Geometric constraints” que permitem a criação precisa de elementos:
verticais, horizontais, perpendiculares, paralelos, linha em círculos e
linhas de mesmo comprimento.
A revolução do computador pessoal aconteceu em meados da década
de 70 junto com o início da comercialização de softwares CAD que eram
produzidos por arquitetos e engenheiros. Nesta década Donald P. Greenburg10
desenvolveu uma animação 3D com um modelo em modo shade,
revolucionando o processo de apresentação 3D wireframe. A disponibilização
10 Greenburg é da Cornell University College of Art, Architecture and Planning onde realizou esta pesquisa em cooperação com o laboratório de simulação visual da General Eletric.
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
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Irla Bocianoski Rebelo 56
da técnica viria a ser possível na década de 80 quando monitores com imagens
colorida e opaca tornaram-se disponíveis e largamente utilizados. Em meados
da década de 80 já havia uma grande variedade de produtos CAD comerciais
oferecidos a vários preços (Fallon, 1998).
4.2.3 A representação na Arquitetura e Urbanismo
“O método de representação dos edifícios que encontramos aplicados na maioria das histórias de arte e da arquitetura serve-se de: a) plantas, b) elevações e cortes ou seções, c) fotografias. Já afirmamos que, isoladamente e no seu conjunto, esses
instrumentos são incapazes de representar completamente o espaço arquitetônico...” (Zevi, 1992, pg. 30)
O desenho como forma de representação de projetos arquitetônicos
ainda é muito importante (Achten, 1997), pois sua presença será exigida como
elemento de consulta constante para o processo de elaboração da obra. O
conjunto de desenhos é composto por projeções ortogonais (plantas baixa,
cortes e seções), perspectiva, croquis, maquetes e até fotografias. Seu objetivo
principal é esclarecer espaços, distribuições e volumetrias, além de apresentar
detalhes de construção, elementos decorativos entre outras informações. Para
esclarecer cada uma destas formas de representação são descritas a seguir as
principais técnicas de desenvolvimento de um projeto.
Croquis - O croqui ou um zoneamento de espaços é normalmente o que
precede um projeto, ambos lançados a partir de ferramentas que permitem a
produção do desenho, como lápis, lapiseiras e folhas ou blocos de papel. Estas
idéias precedem o desenvolvimento de uma planta baixa e estudos de
volumetria, que devem ser lapidados ao longo do projeto.
Planta Baixa - A planta baixa é definida após o zoneamento das áreas
principais do projeto, ganhando então dimensões e escalas apropriadas às
necessidades do projeto. Tem o objetivo de organizar o espaço de forma clara
e coerente para ocupação futura. Uma planta baixa pode conter muitas
informações, mas nunca representará todos os elementos espaciais
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 57
necessários para uma completa compreensão. Elementos como desníveis,
escadas, vazios entre outros podem não ser claramente identificados.
Desenhos complementares (fachadas e cortes) auxiliarão a compreensão
espacial. Mas de acordo com Zevi (1992) a compreensão será feita de forma
imaginativa e pobre em detalhes. Ele diz que “a planta baixa é considerada
pela maioria dos arquitetos como um objeto de profundo valor artístico, mesmo
não sendo por si só suficiente”. Seus desenhos não representam um modelo
tridimensional, e a compreensão espacial é feita de forma imaginativa a partir
de um desenho abstrato. Zevi reforça dizendo que “as plantas são abstratas,
pois estão completamente fora de todas as concretas experiências visuais de
um edifício”.
Cortes e Fachadas - As fachadas e cortes são elementos que definem a
terceira dimensão do projeto, porém ainda representadas em um único plano –
vertical. Este plano possui uma quantidade de elementos ainda mais abstratos,
pois, mesmo quando devidamente representados, pouco sugerem sobre sua
volumetria ou relevo. Dois exemplos propostos por Zevi (1992) caracterizam a
pouca expressividade das fachadas:
Figura 19 - Fachada Palazzo Farnese (Zevi, 1992): a) representação simples; b) Representação detalhada
a) O Palazzo Farnese11 tem sua fachada representada de forma mural,
mas exibe problemas de representação. Segundo Zevi (1992), o desenho não
exprime a diferente consistência e o diferente grau de permeabilidade à luz dos
11 Obra de Antonio de Sangallo e Miguel Ângelo localizada em Roma. Desenho de Letarouilly (1515-1530).
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
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Irla Bocianoski Rebelo 58
materiais como reboco, pedra, vidro e vazios. A representação ignora o
problema, igualando materiais e equiparando uma parede lisa com os vãos das
janelas (Figura 19.a). Portanto para que haja uma certa coerência de
interpretação é necessário que o desenho seja produzido com fidelidade de
materiais e de geometria, fazendo com que as formas do edifício estejam bem
destacadas na representação do desenho (Figura 19.b).
b) Entretanto a representação pode ser ainda mais expressiva. Frank
Lloyd Wright ao representar a Casa da Cascata12, necessitou ressaltar o jogo
de volumes que parecem transgredir as leis da gravidade, proposto no projeto,
através de um desenho que permitisse sua compreensão (Figura 20). Uma
simples fachada não seria suficiente para esclarecer sua volumetria (Figura
20.a). A solução encontrada então foi uma representação bidimensional do
conjunto volumétrico através do uso de sombras nos cheios e vazios (Figura
20.b) (Zevi, 1992).
Figura 20 - Falling Water por Frank Lloyd Wright: a) Fachada sem detalhes (Zevi, 1992) b) Fachada com detalhes (Zevi, 1992) c) Fotografia da Falling Water (Thiel-Siling, 1998)
Maquetes - Produzidas com madeira balsa, papelão, cola, pó de serragem
entre outros, este tipo de representação física está perdendo lugar para os
modelos digitais. As maquetes evidenciam o conjunto volumétrico da edificação
12 Falling Water, Frank Lloyd Wright, Bear Run, Pensilvânia (1936)
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
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Irla Bocianoski Rebelo 59
e servem para estudos de insolação e ventilação. Em projetos urbanísticos, as
maquetes auxiliam na compreensão do conjunto de elementos formadores do
espaço urbano da cidade. Fotografia - A fotografia também é um forte método de representação na
arquitetura. Entretanto sua utilização é quase restrita às obras construídas, na
forma de divulgação ou conservação que se faz necessária nos dias de hoje.
Por vezes sua utilização também serve nas montagens de imagens com obras
ainda não construídas inseridas dentro de um panorama real. Este método é
utilizado no marketing ou em estudos de impacto. Este tipo de aplicação vem
sido desenvolvido com mais força após o aparecimento da computação gráfica,
que através de softwares específicos tem tornado este trabalho mais fácil e
com um resultado final de maior qualidade.
REPRESENTAÇÃO DIGITAL
A diversidade das ferramentas CAAD oferece modelos variados de
representação que compreendem diferentes grupos de projetos: arquitetônico
ou urbanístico. Estas ferramentas permitem desenhos de projetos estruturais,
elétricos, hidráulicos e de decoração que são apresentados
bidimensionalmente como é de costume. A representação tridimensional, no
entanto, ganha espaço com a utilização da RV, principalmente através do
VRML. O desempenho desta tecnologia proporciona uma clareza de
compreensão maior do que os procedimentos tradicionais, pois permite ao
usuário um modelo de interação livre com a maquete digital. Esta liberdade de
interação não seria possível se a maquete digital gerasse apenas animações
(filmes) ou perspectivas pré-definidas (imagem estática). Estes aspectos que
não são possíveis nas maquetes artesanais ou nos desenhos em perspectivas,
tradicionalmente utilizados para representar um projeto, ilustram e esclarecem
com mais facilidade as idéias que formam o projeto arquitetônico ou
urbanístico. O desenvolvedor de uma maquete digital deve prever o tipo de
produto final para representação, o que o conduzirá no processo de
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
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Irla Bocianoski Rebelo 60
modelagem. O Quadro 7 apresenta as diferenças a serem consideradas
durante este processo.
Limitação Características Utilização
Maq
uet
e d
igita
l
Não permite interação com cenário ou objetos; Não permite passeio livre pelo modelo;
Permite a aplicação de texturas, materiais e mapas complexos; Permite ótimo detalhamento do modelo; Permite a produção de animações realísticas;
Produção de imagens, perspectivas, animações e vídeos fotorrealísticos;
Maq
uet
e d
igit
al
para
RV
de
bai
xo c
ust
o
Ainda não permite um modelo fotorrealístico; O detalhamento do modelo deve ser simplificado com pequena quantidade de polígonos;
Permite programação de atividades no AV; Permite exploração e manipulação por usuários não experientes; Permite caminhos predefinidos em forma de animações;
Exploração livre do modelo Interação com elementos do cenário Interação com outras pessoas
Quadro 7- Maquete digital x RV
Os programas utilizados para modelagem são muitos e nem sempre
seus formatos são compatíveis. Softwares utilizados para a produção das
plantas técnicas que devem ser enviadas para a obra não são recomendados
para o desenvolvimento de um modelo. Por isso é bom que haja conhecimento
das ferramentas de trabalho que integram o conjunto de trabalho do escritório,
evitando a duplicação de serviços com ferramentas distintas ou o desgaste na
procura por meios de integração de arquivos incompatíveis. Estes programas
que permitem a criação de projetos desde plantas até sua volumetria variam de
empresa, interface e recursos de representação.
Em sua maioria, os programas permitem que as mesmas linhas de uma
planta baixa sirvam para a construção da maquete 3D. Alguns softwares muito
utilizados em escritórios de arquitetura são AutoCad da AutoDesk, MicroStation
da Bentley, MiniCad da Diehl Graphsoft e Archicad da Graphisoft. Cada
programa possui uma peculiaridade, como o AutoCad que possui recursos para
a produção de desenhos técnicos como as plantas baixa, cortes, fachadas e
detalhamentos em escalas diferenciadas, e o 3DStudio Max (Kinetix)
direcionado à modelagem tridimensional e aplicação de texturas. A modelagem
feita no AutoCad é simples, não sendo possível detalhes fotorrealísticos como
o uso de texturas. O 3DStudio Max já não é recomendado para apresentações
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
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Irla Bocianoski Rebelo 61
de desenhos bidimensionais como plantas, cortes e fachadas, mas ele permite
um resultado fotorrealís tico através de projetos de iluminação, aplicação de
texturas correspondentes ao material real, além de produzir animações, definir
parâmetros para RV e exportar o modelo para VRML.
A escolha do software para representação do projeto poderá ter
restrições como número de ferramentas disponíveis e uso de plataforma
operacional. O Quadro 8 apresenta alguns softwares e as plataformas
operacionais que suportam estas ferramentas. Dentre elas o Windows é a
plataforma mais utilizada, uma vez que a maioria dos usuários de
microcomputadores possui um PC (Personal Computer) como ferramenta de
trabalho.
Software Empresa Plataforma
Softimage 3D Microsoft 1, 2, 3,4 3DStudio AutoDesk – Kinetix 6 3DStudio Max AutoDesk – Kinetix 1, 3 Light Wave 3D Newtek 1, 2, 3, 4, 5, 6 3Design Alias Wavefront Alias Wavefront/SGI 3
1. Windows NT Intel 2.Windows NT Alpha 3. Windows 95 4. Irix 5. Solaris 6. DOS
Quadro 8 - Resumo dos softwares de modelagem 3D e pataformas operacionais (Luz, 1997)
A falta de processadores gráficos para determinadas tarefas hoje em
dia, como é o caso da RV, exige que antes da produção de um modelo 3D
sejam definidas as intenções de uso do futuro modelo. Esta decisão fará com
que o modelo seja desenvolvido para um fim específico, que pode ser uma
animação de um modelo realístico (com texturas e detalhes bem definidos) ou
modelo para uso com RV (que exige um grau de detalhamento simples –
otimização do modelo - para que possa ser utilizado em tempo real com o
melhor desempenho possível em equipamentos de baixo custo).
4.2.4 Representação e RV
A maquete eletrônica possibilita a compreensão espacial das
representações de planta baixa, corte e perspectiva que se encontravam no
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 62
papel e não permitiam qualquer tipo de interação. Sistemas de RV podem
permitir explorações e interações como abrir e fechar portas e janelas, inclusão
ou troca de móveis e alterações de elementos estruturais em tempo real. Na
construção civil estes sistemas podem permitir análise de estrutura com
apresentação de gráficos e reações físicas, além de permitir visualizações de
instalações elétrica e hidráulica que não se encontram aparentes em obra
finalizada ou em maquetes tradicionais.
O uso da RV não se restringe às representações de projetos e é muito
utilizada na reprodução do patrimônio histórico através de multimídias ou pela
rede Internet. A representação de centros históricos serve como instrumento de
avaliação para teorias baseadas em levantamentos técnicos por historiadores e
como objeto de instrução e educação pela preservação do patrimônio histórico
que pode ser visitado de forma virtual. Esta tecnologia pode também conservar
características em estado de degradação de prédios históricos, prevendo uma
futura recuperação do patrimônio. A RV pode servir como ferramenta de
conscientização pela importância da preservação da história.
MAQUETE DIGITAL
Uma das grandes vantagens dos modelos digitais é a substituição de
uma ou duas perspectivas produzidas à mão por uma série delas.
Considerando os dois profissionais com boas habilidades para suas tarefas
(desenho e modelagem) os resultados seriam gerados no mesmo período de
tempo, o que torna o serviço de modelagem mais vantajoso que os desenhos
produzidos à mão.
A digitalização de dados e o agrupamento dos mesmos através de um
ou vários programas possibilita a materialização digital de espaços e objetos. A
modelagem é um trabalho que é desenvolvido como um jogo de memória onde
as peças se encaixam aos poucos, e derivam quase sempre de formas puras
como cubos, cilindros, esferas ou prismas. O modelador deve ter uma visão
espacial bem definida do objeto de modelagem além de um plano de trabalho
para o desenvolvimento do modelo. Este aspecto se faz ainda mais importante
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
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Irla Bocianoski Rebelo 63
quando o modelo digital se destina à RV, pois economizará tempo de
modelagem e número de vértices no modelo. A produção da maquete digital
será apenas o primeiro passo para a criação de diferentes objetos de
representação como perspectivas variadas e animações.
Aspectos de ambientação são ajustados após conclusão da modelagem.
Analogamente, um modelo concluído é um projeto edificado em ambiente
inóspito sem elementos de iluminação, por exemplo. A inserção de luzes
permitirá simulação da luz solar, lunar ou artificial. Texturas e reflexos
acrescentam realismo ao modelo.
A maquete eletrônica faz com que a perspectiva renascentista perca
espaço para a tridimensionalidade interativa. Servindo tanto ao profissional
quanto ao cliente, os projetos visualizados e explorados em RV, são vistos com
mais atenção, capacitando o cliente a argumentar com mais segurança. De
acordo com Sanders a apropriação da tecnologia computacional também
contribuiu para que o cliente se tornasse mais exigente na escolha do
profissional (Sanders, 1996). A abordagem do profissional também tem sido
mais cautelosa, pois o cliente, já preparado pela mídia, espera por serviços
mais atualizados.
REPRESENTAÇÃO A DISTÂNCIA
Ainda melhor que experimentar a obra virtualmente e poder visitá-la sem
se deslocar de casa até o escritório do profissional contratado. A Internet que
tem aproximado cliente e profissional integra a comodidade do trabalho a
distância e a disponibilidade de ferramentas de apresentação virtual. A
maquete em RV é disponibilizada em formato VRML e pode ser explorada a
qualquer momento de qualquer lugar do mundo. Os serviços são prestados de
forma virtual, através de dados digitais e a distância. Esta prática que está se
tornando cada vez mais comum é chamada de teletrabalho 13 onde a interação
13 O conceito, criado por Jack Nilles em 1974, tem suas primeiras iniciativas datadas na década de cinqüenta. Nilles argumenta que o teletrabalho é a diminuição do deslocamento necessário para a realização do trabalho que pode ser realizado a domicílio alguns dias por semana (Nilles, 1997). A incorporação de novas ferramentas como correios, rádio, televisão, telefone e hoje a Internet permitem a realização do trabalho e a interação entre empresa, cliente e (Continua)
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
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Irla Bocianoski Rebelo 64
entre profissional e cliente pode acontecer de várias maneiras utilizando
ferramenta de colaboração. Estas ferramentas são destinadas ao envio e
recebimento de dados relacionados ao trabalho, recursos de apresentação
através do VRML, chats e videoconferências utilizando web-câmeras.
Este tipo de abordagem oferece um novo modelo para venda e
acompanhamento de projetos sem a necessidade de reuniões físicas, devido à
facilidade cada vez maior na transferência de dados pela rede. O
desenvolvimento do projeto pode ser facilitado mesmo que não haja contato
pessoal (Sanders, 1996). Os primeiros contatos podem acontecer da seguinte
forma:
Cliente _ Profissional: através do website do profissional (que tomou
conhecimento por acaso, por mala direta via e-mail, ou outra fonte);
Profissional _ Cliente: recebimento de e-mail direto do cliente ou por
meio de questionários disponibilizados no website, a serem preenchidos
pelo cliente para que seja traçado um perfil pessoal objetivando o futuro
projeto.
REALISMO NAS REPRESENTAÇÕES
A computação gráfica abriu espaço para a representação de maquetes
virtuais que logo em seguida foram exportadas para ambientes virtuais onde
poderiam ser exploradas em tempo real com o auxílio da RV. A representação
destes espaços tridimensionais virtuais tem sido aprimorada conforme a
evolução nos processamentos gráficos e disponibilização de novas
ferramentas. Pesquisadores de RV buscam uma representação em tempo real
semelhante aos renders fotorrealísticos de programas 3D que utilizam grande
poder de processamento para renderizar uma única imagem.
O monitor é o veículo mais utilizado como meio de visualização, mas
com o auxílio de equipamentos de estereoscopia é possível incrementar a profissional. Os deslocamentos casa-organização (em parte ou em sua totalidade) são substituídos pelo usa da tecnologia da informação (Kugelmass, 1996; Simon, 1996). Este tipo de atividade permite a expansão da oferta de mercado forçando uma melhor qualidade nos serviços prestados, uma vez que a concorrência se torna global (Davidow, 1993).
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 65
visualização tridimensional. A união da estereoscopia e das mesas de trabalho
(workbench) possibilita uma visualização dinâmica que substitui de forma
compensadora os procedimentos de representação através de maquetes
tradicionais. O único detalhe que não a torna real é o fato de não possuir
massa física, que torna a técnica dependente do uso de dispositivos
apropriados para a interação.
Mas a representação destes AV não se limita a forma visual e depende
também de dispositivos de interação que proporcionem uma imersão mais
realística para o usuário. Um grande número de periféricos como capacetes,
luvas e roupas com sensores podem provocar estas sensações de imersão
aumentando também o grau de cognição do usuário. Luvas apropriadas podem
permitir o toque e retornar reações físicas através de estímulos sinestésicos.
4.3 Simulação
“...a forma que você utiliza uma simulação depende do efeito que se deseja através da manipulação do modelo computacional, almejando por uma experiência direta ou uma
observação externa. (...) O tipo de simulação que cria um modelo matemático (...) é uma ferramenta cognitiva para ajudar as pessoas na compreensão de sistemas
complexos.” (Rheingold, 1991, pg. 212) Aplicações de simulação em RV utilizam regras do mundo real no
ambiente virtual para fins de avaliações comportamentais de determinados
aspectos de projeto. A técnica pode ser aplicada em projetos arquitetônicos de
pequeno ou grande porte (avaliando aspectos de iluminação, ventilação ou
fluxos) ou empreendimentos urbanos de qualquer escala (antecipando
resultados de apropriação do espaço projetado ou prevendo o crescimento da
cidade e suas adaptações às mudanças). Na preservação do patrimônio
histórico a simulação beneficia os processos de restauração e conservação,
levantamentos técnicos e arquivamento de dados. A disponibilização destas
informações na rede Internet pode ainda servir como opção para o turismo
virtual.
A previsão de usos e comportamentos através da simulação oferece
maior qualidade nos projetos executados, pois é possível verificação das
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
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Irla Bocianoski Rebelo 66
propostas antes da execução e retificação do projeto quando necessário.
Várias simulações podem ser feitas mesmo sem a necessidade de um modelo
digital, utilizando somente dados 2D como plantas baixas ou cortes. Entretanto
existirão análises que exigirão o uso de modelos espaciais para diagnósticos
mais apurados.
Alguns programas comerciais já permitem simulações específicas, como
é o caso do 3DStudio que permite simulações solares baseadas em dados
como longitude e latitude (influenciando a posição global do objeto de
simulação) e dia e hora (influenciando a posição solar em determinada estação
do ano). Entretanto este programa é mais voltado para profissionais
especializados na tarefa de modelagem. A disponibilidade de aplicativos de
simulação ainda é pequena, e o uso da RV como ferramenta de simulação
ainda funciona em caráter de exclusividade, com aplicações destinadas a um
único problema.
4.3.1 Procedimentos tradicionais
Procedimentos tradicionais de simulação dependem, normalmente, de
equipamentos ou dispositivos delicados e de manipulação complexa.
Laboratórios como Labsisco (LabCisco-Arq, URL) e Labcon (Solarscópio -
LabCon-Arq, URL), do departamento de arquitetura da UFSC, utilizam
equipamentos físicos para simulações de elementos associados ao conforto
térmico, lumínico e acústico (Figura 21). A análise de um brise, por exemplo,
pode verificar aspectos de incidência de radiação solar e iluminação natural
que podem sugerir medidas de redução no consumo de energia. Os resultados
colhidos com a utilização destes equipamentos de simulação são demorados e
por vezes imprecisos. Estes equipamentos exigem custos com manutenção,
reposição de materiais além de espaço físico de armazenamento, inibindo (e
por vezes impossibilitando) o emprego dos mesmos por profissionais ou
alunos.
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 67
“De fato, as variáveis ambientais e sua ação periódica sobre o ambiente construído não são usualmente consideradas na devida forma pelo arquiteto, apesar da extrema importância. Freqüentemente, isso se deve ao fato dos processos físicos, associados a estas variáveis, serem de difícil descrição, exigindo a capacitação do arquiteto em métodos modernos de análise e a familiarização com equipamentos que o possibilite parametrizar corretamente seu projeto”. (Pereira, 1996, pg. 1)
Figura 21 - a) Simulação com solarscópio (Solarscópio - LabCon-Arq, URL) b) Solarscópio (Solarscópio - LabCon-Arq, URL) c) Relógio de Sol (Relógio de Sol - LabCon-Arq, URL)
De acordo com Hillier (1996) simulação significa examinar as várias
limitações de aspectos estruturais, de energia, iluminação, ventos, acústica e
assuntos sociais que refletem nas configurações sociais. A adequação de
técnicas para o projeto arquitetônico e urbanístico, segundo Hillier, podem ser
utilizadas como suporte para a experimentação e simulação do projeto.
Com a possibilidade de obter resultados mais acurados e em menor
tempo, novos procedimentos computacionais são desenvolvidos e rapidamente
apropriados para uso em simulações. Segundo Hui (1998) estas ferramentas
de simulação podem ser utilizadas para:
§ Avaliação de opções de projetos e investigação para otimização de
projetos;
§ Facilitar a investigação de novas idéias;
§ Verificações de acordo com códigos de energia de prédios;
§ Performance de análise econômica para determinar medidas de impacto de
energia.
Os três tipos mais comuns de aplicações computacionais encontrados
para aplicação em projetos de arquitetura, segundo Hui (1998), são: 1)
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Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 68
simulação de aspectos de energia em prédios 2) simulações de iluminação
artificial e natural, e 3) simulações de aspectos relacionados ao sistema solar.
Para Major e Stonor (1997) a modelagem computacional, embora
estática e restrita a respostas de entradas predeterminadas do projeto, é um
importante meio para a compreensão de suas propostas de projetos antes de
sua construção. As pesquisas sugerem os mais variados procedimentos de
simulação computacional, como a de Cabús (1997) que apresenta uma
proposta de análise do desempenho luminoso de sistemas de iluminação
zenital. Entretanto poucas pesquisas estabelecem relações diretas com a
tecnologia de RV, mas sistemas isolados e não comerciais já podem ser
encontrados.
4.3.2 Simulação com RV
A arquitetura física é projetada e construída para gerar lugares com
significados nos quais a sociedade possa viver e interagir (Campbell, 1996). O
cyberspace14, onde são armazenados os modelos virtuais, não apresenta
objetos físicos, mas permite interações com o ambiente e entre usuários. De
acordo com Novak (1990) e Campbell (1996) o cyberspace também “é” e
“possui” arquitetura, além de sugerir uma metáfora da arquitetura física. De
acordo com Anders (1994) a metáfora arquitetônica do cyberspace valida o
trabalho de projeto, pois remete dicas de orientação e estrutura visual as quais
permitem compreender informações abstratas através de relações e
hierarquias. Esta validação acontece em função da simulação que sugere
respostas às informações abstratas propostas pelo projetista.
De acordo com Bertol (1997) a primeira simulação na arquitetura foi
representada através de uma pintura em perspectiva na renascença por
Bramante. Devido o pequeno espaço disponível para construção de um coro
ele utilizou uma perspectiva em afresco para representá-lo. O primeiro protótipo 14 O termo, sugerido por William Gibson em seu livro “Neuromancer” (1984), descreve um universo virtual compartilhado também chamados de ambientes colaborativos (CVE : Collaborative Virtual Environment).O espaço virtual é ocupado por um ou mais seres humanos e gerenciado por computadores.
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 69
de simulação utilizando RV com tecnologia computacional foi desenvolvido
para a área militar. O simulador de vôo, que serve para o treinamento de
pilotos, promove maior desenvoltura nas tarefas realizadas pelo piloto e evita
eventuais prejuízos financeiros causados às aeronaves reais. A partir de então
novas pesquisas sugeririam diversos aplicativos de simulação em áreas
distintas.
Uma das primeiras simulações na área de arquitetura seria proposta em
1972. Um cenário urbano virtual (Figura 22) permitiria a interação do usuário
em tempo real através dos movimentos de seu corpo controlando o
acendimento e o apagar das luzes dos prédios que compunham o skyline de
Nova York (Bertol, 1997). A partir de então novos aplicativos de simulação na
área da arquitetura beneficiariam as validações de projetos além de
contribuírem constantemente para pesquisas em áreas relacionadas.
Figura 22 - Aplicação que permite ao usuário acender as luzes da cidade em tempo real (Bertol, 1997)
Na educação a simulação auxilia nos processos de ensino laboratoriais,
que podem também permitir a colaboração de alunos e professores durante os
procedimentos de experiências. A colaboração neste caso permite o
envolvimento de alunos e professores fisicamente distantes. Experimentos que
simulam o comportamento de estruturas (madeira, concreto ou metálicas) ou
aspectos do conforto ambiental anteriormente mencionado podem ser
compreendidos através de tentativas ilimitadas em AV e respostas realísticas.
Uma proposta de uso da RV no ensino de arquitetura é apresentada por Keller
(1999) como ferramenta de suporte ao ensino da geometria espacial. Utilizando
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
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Irla Bocianoski Rebelo 70
também procedimentos de colaboração e ensino a distância, Yeung (1998)
propõe um ambiente virtual de aprendizado chamado “Virtual Classroom for
Architecture” baseado em tecnologia RV (VRML), Internet, Java e JavaScript.
Outros autores como Dede (1998) e Pantelidis (1997) pesquisam aspectos
relacionados ao uso da RV como ferramenta educacional e suas implicações
no processo cognitivo.
Passeios virtuais por patrimônios históricos através de aplicações em RV
promovem a divulgação do patrimônio e a conscientização pela preservação
(Rebelo, 1998) (Pollefeys, 1998), permitindo inclusive o acesso de deficientes
físicos em edificações que não podem sofrer modificações. Já a simulação
permite análises de restaurações, intervenções e especulações teóricas sobre
a história do patrimônio. Algumas leis e documentos (Carta de Veneza, URL;
Carta do Restauro, URL; Pathways to Preservation, URL) que estabelecem
normas para a recuperação de patrimônios exigem soluções de intervenções
coerentes com a situação urbana ou do próprio prédio, resgatando ao máximo
suas características originais. Através de simulações de RV é possível
especular propostas evitando eventuais equívocos que acarretariam na perda
das características históricas do monumento. A utilização da RV é vista por
alguns autores também como veículo de informação (Dave, 1998), onde a
representação do patrimônio, além da exploração interativa, acompanha uma
narrativa histórica.
Técnicas de fotogrametria são utilizadas como um rápido e apurado
método para modelagem tridimensional nos projetos de patrimônio histórico. A
modelagem combina o uso de fotografias e programas CAD que produzem os
modelos tridimensionais para trabalhos de pesquisadores das áreas de
arquitetura, urbanismo, arqueologia, antropologia entre outros.
QTVR é outra tecnologia utilizada como forma de representação do
ambiente construído e que também é considerada RV (Thwaites, 1998). O
Quick Time VR é uma técnica que permite representar o ambiente real (interno
ou externo) através de montagem fotográfica em 360o. Ao contrário da RV o
ambiente não é modelado e não existe liberdade de interação com o ambiente,
apenas visualização panorâmica (360o) do ambiente real fotografado. Esta
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 71
tecnologia possibilita apenas o reconhecimento do ambiente construído para
fins de estudo visual ou de exploração restrita.
Uma das preocupações dos pesquisadores de RV é a utilização de
modelos 3D como forma de simulação dependente do projeto final. Major e
Stonor (1997) argumentam que frequentemente o projeto é finalizado para
então ser verificado computacionalmente, o que faz com que a modelagem
computacional sirva como um produto final do processo de projeto ao invés de
caracterizar uma peça integrante na tomada de decisão. Como forma de
proporcionar dinamicidade e interatividade durante os processos de projeto os
autores apresentam uma proposta que, segundo eles, serviria de base para
uma nova geração de ferramentas computacionais e que seria baseada na
sintaxe do espaço. Esta técnica promoveria resultados em tempo real ao longo
do processo de projeto abordando aspectos do desenvolvimento urbano,
comercial e residencial, análises de ocupação do espaço, aspectos ligados ao
comércio e de ordem criminal além de ambientes de trabalho, laser, cultura e
saúde.
4.4 Avaliação
“Como jamais terão lugar (ou cabeças..) para abrirem seus mapas em escala 1:1, serão obrigados a fazer análises de estruturas arbitrárias e toscamente estabelecidas.”
(Santos, 1988, pg. 46)
Um método forçoso de avaliação de um projeto é a experiência de uso
onde podem ser detectadas falhas por necessidades não consideradas em
projeto ou pela não execução de parte do projeto. A correção destas falhas, no
entanto, pode ser onerosa e causar transtornos, o que indica a necessidade de
avaliações pré-construção para um melhor conforto de espaços e de ambiente.
Muitas áreas da arquitetura e urbanismo utilizam procedimentos de
avaliação objetivando o melhor conforto do homem. Os projetos demandam
análises de iluminação, ventilação, sistemas construtivos (estruturas,
resistência e desempenho de materiais), evolução urbana (transformação, uso
e ocupação do solo), saída de emergência, habitação popular, aberturas
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 72
(acústica, iluminação natural), entre muitos outros. No entanto, pequenos
projetos nem sempre sofrem avaliações, talvez por se tratarem de exercícios
repetitivos onde as mesmas teorias são aplicadas com freqüência. Neste caso
dificilmente ocorrerão avaliações que dependam de maquetes artesanais e/ou
equipamentos especiais, pois como foi esclarecido na seção sobre simulação,
a dificuldade e o trabalho dos procedimentos podem impedir ou dificultar a
avaliação.
A utilização da RV como ferramenta de avaliação aproveita os benefícios
da interação em tempo real e o grau de realismo em que coloca o projeto, além
é claro da possibilidade de armazenar dados de referência para avaliação
automatiza. Além dos aspectos de conforto ambiental anteriormente descritos,
os procedimentos de avaliação são igualmente importantes em projetos de
planejamento urbano. De acordo com Segre (1988) o planejamento urbano é
feito para a comunidade, o que deveria torná-la envolvida nos procedimentos
de avaliação. O crescimento urbano exige constante reestruturação de seus
espaços e planos diretores que são exaustivamente discutidos por
planejadores e políticos, mas com pouca participação da população.
4.4.1 Procedimentos de avaliação
Os procedimentos de avaliação de projetos arquitetônicos ou
urbanísticos utilizados até hoje partem de teorias sobre a aplicação de
determinada técnica, cálculo ou baseado em simulações 3D através de
maquetes reais, o que acarretam em procedimentos morosos e distantes do
processo de desenvolvimento do projeto. Este fato incentiva a busca por novas
técnicas de avaliação que se adaptam constantemente à disponibilidade de
tecnologias. As últimas novidades são técnicas computacionais que vem
proporcionando mais agilidade e confiança nos resultados das avaliações. São
programas ou aplicações que promovem avaliações de um único critério ou
conjunto deles o que reflete numa maior qualidade de execução dos projetos.
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 73
O uso computacional no processo de avaliação pode ser baseado em sistemas
de simulação anteriormente descrito.
O termo avaliação pode gerar dois tipos de resultados: subjetivo
(formado pelas idéias ou preferências pessoais e individuais que sugere um
resultado baseado no grau de apreciação ou estima referente ao objeto em
julgamento) ou objetivo (que apresenta um resultado determinado por regras
estabelecidas). O resultado subjetivo é normalmente utilizado como forma
especulativa e baseado em observações, relatos e conjetura ou hipótese
teóricas, não possuindo fundamentos estatísticos. O resultado objetivo utiliza
dados de qualquer tipo para fins de investigação tornando o resultado mais
conclusivo e coerente. Alguns tipos de dados que podem ser citados são foto-
documentação, fundamentos teóricos bem estabelecidos, tabelas,
levantamentos entre outros.
Estes tipos de dados podem ser utilizados no processo de avaliação
computacional, onde resultados conclusivos podem ser gerados de forma
lógica ou analítica. A validade dos resultados gerados pelos sistemas
computacionais dependerá da estrutura de regras determinadas para
avaliação. Assim como em um jogo que as regras, as estratégias, as táticas e
os objetivos são empregados para determinar o vencedor (Terzidis, 1992b), a
avaliação computacional necessita do mesmo conjunto de opções para gerar
um resultado de avaliação consistente.
Os atuais procedimentos de avaliação computacional podem estar
disponíveis nas mesmas simulações de aspectos de energia, de iluminações
artificiais, naturais ou do sistema solar, anteriormente descrito por Hui (1998).
A informatização dos procedimentos de projeto facilita o número de
informações digitais a serem disponibilizadas para avaliações. A geração de
maquetes eletrônicas reserva mais tempo para tarefas que eram suprimidas
com os tradicionais métodos de representação de maquetes. Sanders (1996)
cita que o tempo de produção de projetos, considerando desenvolvimento
esquemático, do projeto e construção da documentação (Figura 23), é igual
para ambos métodos de produção: tradicional ou computacional, mas ele não
considera os procedimentos de avaliação que podem ser otimizados com a
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 74
criação da documentação digital. A simulação destes dados em conjunto com
ferramentas de interação (como a RV) pode proporcionar dinamicidade nos
resultados das avaliações. Mas enquanto as aplicações de RV não marcam
presença no mercado outros aplicativos são utilizados como ferramentas de
avaliação.
Figura 23 - Volume de trabalho x tempo de trabalho (Sanders, 1996)
Aspectos luminosos baseados em insolação e radiação solar podem ser
avaliados através de modelos desenvolvidos em software específicos como o
3DStudio Max que simula o percurso do sol durante qualquer época do ano. As
interações com estes modelos permitem avaliações rápidas e práticas.
Graziano (1999) utiliza-se desta técnica para avaliar a iluminação natural de um
espaço de trabalho. Embora o procedimento não represente uma aplicação em
RV ele exibe resultados baseados em fatores externos reais, pois são
utilizados recursos 3D para simulação de condições físicas que trabalham com
variáveis reais.
A investigação da iluminação natural para uma agência bancária foi feita
com base em um dia de céu claro, às 15:00h do dia 21 de Junho (Figura 24).
O resultado que demonstra a avaliação apresenta valores satisfatórios do nível
de iluminação natural alcançado para grande parte da edificação, excluindo-se
as áreas de guichês que indicaram um valor de 20(lux). A agência bancária
conta com um conjunto de 80 (oitenta) lâmpadas fluorescentes instaladas, as
quais perfazem um consumo estimado de 4500W/h. A simulação da iluminação
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 75
artificial considerou, no entanto, o acionamento de apenas 36 lâmpadas
(~2250W/h) o que indica que seria garantido aos guichês um índice de
aproximadamente 900(lux) sem a necessidade do acionamento de todas as
lâmpadas.
Figura 24 - Simulação da iluminação de um banco (Graziano, 1999)
4.4.2 Avaliando com RV
A representação da realidade através de artifícios que possam
reproduzir cenários ou ambientes aguçando pelo menos um dos cinco sentidos
é o que faz desta ferramenta um modelo rico nos procedimentos de avaliação,
ao contrário do que acontece com os tradicionais métodos de representação.
Uma de suas grandes qualidades é a interação possível durante o processo de
avaliação pré ou pós-ocupação de projetos de qualquer categoria. Mas a
exploração desta tecnologia tem empregado equipamentos caros e de grande
porte como capacetes, workbenchs e CAVEs. De acordo com Henry (1993) o
atual estado da tecnologia de RV pode ajudar profissionais e clientes com
avaliações mais acuradas de características espaciais devido à similaridade de
percepção entre o espaço real e virtual. Henry concluiu em sua pesquisa que o
uso de capacetes estéreos para visualização permite uma avaliação acurada
da relação espacial do projeto, utilizando para isso uma porção de avaliação
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 76
subjetiva. Outras pesquisas apontam a utilização do CAVE mais efetiva do que
computadores pessoais tipo desktop na comunicação da informação sobre
aspectos visuais e espaciais relacionados com o projeto de interiores (Lee,
1998).
As muitas aplicações que utilizam RV como ferramenta de apoio são
projetos de pesquisa que, de modo geral, utilizam equipamentos de alto custo.
Mas empresas interessadas em facilitar ao cliente a compreensão de projetos
utilizam-se de tais equipamentos para realizar avaliações antes que riscos
financeiros sejam tomados. A Mike Rosen & Associates (Neil, 1996) utiliza a
imersão e a interatividade oferecida pela tecnologia de RV para dar mais
subsídios e acelerar os processos de avaliação para os envolvidos no processo
(indústria de construção, clientes e integrantes de comitês de avaliação). A
empresa acredita que uma das mais difíceis tarefas é fazer compreensível a
visão espacial concebida em projeto pelo arquiteto, o que torna a RV a
ferramenta certa de comunicação entre projetista e cliente. Além mantê-lo
envolvido no processo de visualização, o cliente pode interagir em processos
como mudanças de cor, texturas, materiais, iluminação e mobiliário.
A University College London (UCL) possui um centro para análises
espaciais avançada (Centre for Advanced Spatial Analysis – CASA, URL) e
desenvolve projetos que buscam aplicações das tecnologias computacionais
em áreas ligadas à geografia, espaço, locação e ambiente construído. Estes
projetos envolvem GIS, softwares de arquitetura, análises espaciais,
simulações, metodologias de planejamento e suporte de decisão. O objetivo
das aplicações desenvolvidas por este centro é atender a um público que utiliza
a Internet através de visualizadores VRML para a visualização de projetos
(Dodge, 1997a; Dodge, 1999a).
De acordo com Campbell (1995b) a RV provou ser uma ferramenta
favorável nas várias fases do projeto. A avaliação, que consiste de um
processo interativo no qual as propostas de projeto são apresentadas para
aprovação, dará sequência aos detalhamentos de projeto e produção de
documentos. Projetos contemporâneos ou históricos (re)construídos em
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 77
ambientes virtuais poderão, de acordo com Campbell, promover a
disseminação de idéias de projeto para avaliações críticas e educacionais.
O PLANEJAMENTO URBANO EM ESCALA NATURAL
Elementos que servem de objetos de estudo no desenvolvimento de
projetos urbanos são (Santos, 1988): estrutura geográfica urbana; infra-
estrutura e equipamentos urbanos; serviços urbanos; perímetro urbano;
quarteirão, lotes e ruas; formas de ocupação; leis que regem normas e
procedimentos de projetos. A estrutura destes espaços, que é determinada por
projetos de implantação que dão início ou continuação aos processos de
ocupação e apropriação do espaço, é analisada e avaliada por um grande
conjunto de pessoas pertencentes a diversos setores da sociedade. As regras
que administram o agrupamento destes elementos, de acordo com Santos
(1988), podem ser analogamente comparadas a um jogo de cartas.
“O jogo urbano se joga sobre um sítio determinado que é a sua ”mesa”. Aí se juntam parceiros que se enfrentam segundo os grupos e filiações a que pertençam. Há os políticos, técnicos e funcionários que representam o governo. Aqui, é preciso distinguir de que nível de governo se trata, pois sobre as cidades intervêm agentes federais, estaduais e municipais. Existem as empresas que agem através de investimentos na indústria, no comércio, e nos serviços, com especial destaque para o capital ligado aos ramos imobiliário e da construção civil, cujas ações têm reflexos diretos no meio urbano. Por fim entra a população, fragmentada nos mais diversos grupos. (vizinhança, filiação política e religiosa, profissão, parentesco, afinidades...)” (Santos, 1999, pg. 50)
Com tantos fatores envolvidos no processo de avaliação a utilização de
ferramentas computacionais atenderia ao propósito de análise decorrente de
regras estabelecidas para resultados objetivos. A previsão de situações através
de simulações baseada em regras serve para o levantamento de premissas e
critérios que levam a soluções e resultados personalizados. Uma ferramenta
que reúna todos os requisitos legais de avaliação pode servir inclusive na
aprovação de projetos por órgãos responsáveis (Rebelo, 1999a).
A inserção de cada projeto aprovado em uma base de dados promove
subsídios para uma constante atualização do sistema, que visualizada
tridimensionalmente, pode permitir melhores distribuições de elementos e
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 78
volumetrias que formam o espaço urbano (May, 1997). Esta é uma forma de
controlar tanto o crescimento urbano quanto planilhas de orçamentos
municipais. As avaliações pré-ocupação e pré-construção evitam débitos
financeiros nos caixas de prefeituras e governos.
A disponibilização na rede Internet permite o envolvimento da população
na formação da cidade, pois como usuário ela pode participar com mais
liberdade dos processos de transformação da cidade. A partir de interações
virtuais, os projetos podem ser analisados pelos que irão usufruir o espaço
urbano, promovendo a participação da população na avaliação de projetos
(Rebelo, 1999a).
4.5 Conclusões
Em 1970 Negroponte (1970) identificou um fracasso na arquitetura
moderna, particularmente no planejamento urbano, devido à dificuldade de
assimilação do conjunto de aspectos necessários para o desenvolvimento de
um projeto, obrigando o projetista lembrar do todos os detalhes de modo
simultâneo. Considerando esta deficiência como fato inerente ao ser humano
Negroponte propôs vários trabalhos computacionais munidos de sistemas
inteligentes para auxílio nos procedimentos de projeto do profissional, muitos
deles auxiliariam os processos gráficos de representação.
As ferramentas que se multiplicam a cada mês são capazes de otimizar
o processo de produção de projetos quando bem utilizadas. Mas afinal quais os
tipos de apresentações são possíveis através da computação gráfica? O
desenho na forma digital e algumas derivações desta técnica podem ser
criados a partir de programas CAAD. Estes programas permitem a criação de
desenhos de forma vetorial e com medidas precisas. A produção de um único
desenho permite que este seja apresentado em várias escalas. As linhas de
um primeiro desenho, como uma planta baixa, auxiliarão na construção de
outros desenhos como cortes e fachadas.
4 Representação Simulação e Avaliação Utilizando RV
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 79
Outra característica que torna a ferramenta computacional um aliado dos
arquitetos é a utilização de um mesmo desenho para o desenvolvimento de
seus complementares como hidráulico, sanitário e elétrico. Existem programas
que permitem quantificar e orçar a obra sem a necessidade de outros
profissionais. Mas um dos maiores êxitos da tecnologia computacional é a
modelagem 3D, que permitiu uma compreensão espacial mais realista do que
as maquetes tradicionais. A RV proporciona representações mais consistentes
e interativas fazendo com que os espectadores participem de forma dinâmica e
interativa da apresentação.
A representação de projetos através da RV vem sendo aprimorada de
acordo com o avanço da tecnologia em hardwares e softwares. Mas outras
aplicações desta tecnologia podem ser encontradas na forma de treinamento,
demonstrações, simulações, entretenimento entre outras.
A simulação, que normalmente busca uma representação fiel do
ambiente real, possui um impacto relevante em análises pré-construção ou pré-
ocupação. Os benefícios deste procedimento em projetos de arquitetura são
aqueles que promovem otimização e velocidade na geração de resultados para
níveis de segurança e conforto. A substituição de equipamentos tradicionais
ainda é pequena, mas os poucos resultados já obtidos com o uso da tecnologia
de RV refletem um interesse crescente no desenvolvimento de novas
aplicações. A interatividade com dados e o retorno rápido de resultados tornam
os procedimentos de análises mais objetivos e substanciais.
A utilização de ferramentas informatizadas de avaliação já encontrou seu
espaço junto aos atuais procedimentos de projeto. A tecnologia de RV no
entanto, busca por soluções de baixo custo para que haja maior apropriação de
suas ferramentas. A constatação da otimização dos serviços e qualidade de
resultados nos procedimentos de avaliação com RV é fato. Agora resta esperar
a difusão desta tecnologia e com ela o aparecimento de mais aplicativos para a
simplificação das tarefas de avaliação.
5 Projeto Oscar Niemeyer Vida e Obra
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 80
5 Projeto Oscar Niemeyer Vida e Obra “Resolvendo em grande parte os problemas da representação de três dimensões, e por
isso os problemas da pintura e da escultura, a fotografia cumpre a importante missão de reproduzir fielmente tudo o que existe de bidimensional na arquitetura, ou seja, todo
o edifício menos a sua essência espacial.” (Zevi, 1992, pg. 49)
5.1 Introdução
Dentre os campos de utilização da RV na arquitetura e urbanismo
apresentados neste projeto, a representação é o destaque do software
multimídia que apresenta a vida e obra do arquiteto Oscar Niemeyer. Este CD-
ROM, que utiliza uma forma dinâmica e interativa de explorar a vida e obra
deste arquiteto, é composto de mídias de textos, imagens, vídeos e RV. A RV
permite que o usuário possa explorar a maquete digital, sem restrições de
acesso, aumentando o grau de cognição nem sempre esclarecido nas imagens
e croquis.
O projeto surgiu de uma parceria entre os governos da França e Brasil
com interesse na transferência de tecnologias entre os dois países. O acordo
entre as instituições INSA de Lyon e o LRV através do Programa de Pesquisa
Internacional (PPI) e que também envolveu duas empresas (a brasileira
‘Atlântica Multimídia’ e a francesa ‘Sofft Industrie’) contou com a participação
decisiva do Ministério da Cultura e Tecnologia (MCT) como financiador do
projeto. Visando a cultura, a tecnologia e a arquitetura, a colaboração franco-
brasileira só foi possível mediante a união de indústrias, ministérios, fundação e
especialistas com interesse na divulgação da obra e vida do Arquiteto em CD-
ROM, utilizando para isso o recurso de RV como elemento diferencial.
O CD-ROM foi desenvolvido pelo LRV que coletou os dados de
referência do arquiteto, produziu roteiros, interface, modelagens e
programação. As etapas de produção do software “Niemeyer Vida e Obra”
serão apresentadas a seguir.
5 Projeto Oscar Niemeyer Vida e Obra
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 81
5.2 O software e seu desenvolvimento
O projeto, que ambiciona o desenvolvimento de uma coleção de alto
padrão sobre arquitetura, urbanismo e patrimônio histórico, tem como etapa
inicial o desenvolvimento do CD-ROM “Oscar Niemeyer, Vida e Obra”. O CD-
ROM reuniria material sobre a vida do arquiteto brasileiro bem como dez de
suas obras mais importantes apresentadas em RV.
A primeira etapa do projeto, concluída com uma obra, demonstra a
viabilidade do uso da RV de baixo custo em softwares multimídia. A tecnologia
utilizada nesta etapa consiste de multimídia (textos, imagens e vídeos), RV
(representação tridimensional) e o uso da Internet (como meio de resgate de
informações). O LRV possui know-how para o desenvolvimento destas
tecnologias, as quais serão repetidas e esclarecidas nas demais etapas de
desenvolvimento do projeto. No entanto cabe ressaltar que a RV, apesar de
datar da década de 60, é considerada nova aplicada a produtos multimídia de
baixo custo.
O modelo 3D desenvolvido nesta primeira etapa apresenta o Museu de
Arte Contemporânea (MAC) de Niterói com o maior grau de detalhamento
possível. Além do passeio virtual o software oferece uma componente que
permite o resgate pela Internet de exposições que acontecem no museu. O
componente 2D do CD-ROM consiste de documento sobre a vida e obra do
arquiteto, apresentados no formato multimídia já mencionado. A adaptação do
modelo em RV ao multimídia 2D determina a viabilidade do produto proposto.
5.2.1 Primeiros passos do desenvolvimento
A divisão “VIDA e OBRA” foi feita ainda no início do desenvolvimento do
software como forma de apresentação geral do conteúdo do CD-ROM . Desta
maneira o usuário pode direcionar sua pesquisa já no início do software. Isto
possibilitou a criação de uma estrutura base em forma de fluxograma que
permitiu a produção dos conteúdos e uma maior compreensão da sua
navegação para a equipe de desenvolvimento. Esta proposta, que tornou mais
5 Projeto Oscar Niemeyer Vida e Obra
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 82
simples a produção do CD-ROM, foi integrada ao software em forma de mapa
de navegação possibilitando ao usuário uma maior compreensão visual da
estrutura do software (Figura 25). Como forma de atender as expectativas dos
possíveis usuários, foi feita uma pesquisa através de uma análise de requisitos.
Estes requisitos levaram em conta a disponibilização de conteúdo e a presença
de uma maquete em RV.
Figura 25 - Estrutura de navegação no software
A seção “VIDA” dá acesso aos dados biográficos do arquiteto que são
em seguida subdivididos em assuntos relevantes. As informações levantadas
sobre a VIDA do arquiteto incluem imagens e vídeos cedidos pela Fundação
Oscar Niemeyer15. Os textos foram adaptados e reestruturados baseados em
bibliografias disponíveis sobre o Autor.
A seção “OBRA” apresenta 10 obras de relevância do arquiteto, das
quais uma (o MAC) foi desenvolvida, e as outras nove se apresentam
15 A Fundação Oscar Niemeyer colaborou com a disponibilização de informações como mapas e plantas do Museu de Arte Contemporânea. O Próprio Museu de Arte Contemporânea também forneceu material e um livro com informações diversas sobre o museu.
5 Projeto Oscar Niemeyer Vida e Obra
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 83
indisponíveis. Nesta seção é oferecido ao usuário um grande número de dados
relevante à obra bem como sua maquete em RV. O conteúdo sobre o MAC é
apresentado através de textos, imagens e vídeos que foram classificados
levando em conta os possíveis usuários da área de arquitetura e curiosos que
buscam informações culturais sobre o museu.
O desenvolvimento do material multimídia, da maquete digital, da
interface e das tarefas de programação ocorreu de forma contínua como
representado no Quadro 9. Os assuntos que merecem destaque no processo
de desenvolvimento, no entanto, são as tarefas de interface, modelagem e
programação que serão apresentados a seguir. Os Instaladores, desenvolvidos
com instruções na língua portuguesa16, esclarecem o procedimento de
instalação dos softwares e plugin(s) necessários para que o usuário faça pleno
uso do multimídia e do modelo em RV.
Quadro 9 - Cronograma de desenvolvimento do softwre “Oscar Niemeyer, Vida e Obra”
INTERFACE
O menu permanente, baseado na estrutura geral de conteúdo, passou
por várias propostas que resultaram no desenho gráfico atual inspirado nas
curvas dos projetos desenvolvidos por Oscar Niemeyer ao longo de sua
16 Com exceção dos softwares necessários para rodar a maquete em RV, que são automaticamente instalados sem a necessidade de intervenção do usuário durante o processo.
5 Projeto Oscar Niemeyer Vida e Obra
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 84
carreira. O desenvolvimento desta interface gráfica levou em conta a futura
conexão multimídia com a aplicação em RV e atende unicamente às opções
multimídia do sistema (a maquete possui sua própria interface).
Figura 26 – Apresentação do conteúdo no software: a) VIDA b) OBRAS
A distribuição dos elementos de interface respeita espaços destinados a
textos, imagens e vídeos mantendo uma coerência na apresentação do
conteúdo (Figura 26). A parte inferior da tela foi escolhida como espaço
permanente para disposição da estrutura básica (menu permanente) do
software com opções de acesso aos seguintes comandos:
§ VIDA: Apresenta uma subestrutura com atalhos para os aspectos gerais da vida do arquiteto
classificados em: Biografia, Estudante, Profissional, Política, Cronologia de Obras,
Depoimentos e Arquivo.
§ OBRA: Apresenta dez obras do arquiteto e uma subestrutura que descreve aspectos
relevantes sobre a obra e sua maquete em RV.
§ AJUDA: Apresenta um texto com tópicos que ajudam o usuário a navegar no ambiente 2D e
3D do software
§ SAIR: Sai do programa
§ MAPA: Apresenta um mapa da estrutura do software que serve como atalho de acesso para
qualquer tela do software.
Uma parte das opções de menu é apresentada em forma de imagens
identificadas com uma sugestão textual (hint) na parte inferior do navegador
quando o mouse passa sobre o ícone. Os outros elementos do menu
5 Projeto Oscar Niemeyer Vida e Obra
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 85
permanente são esclarecidos na Figura 27. Mais detalhes sobre a
apresentação da estrutura VIDA e OBRA podem ser encontrados no anexo 1.
Figura 27 - Menu permanente do software
A estrutura de interface da maquete em RV apresenta um conjunto
diferente de elementos de navegação e informação. O procedimento de
exploração do museu acontece através de um navegador semelhante a uma
rosa dos ventos onde as setas servem de indicadores de direção durante o
passeio. Apesar da liberdade de exploração do museu concedida ao usuário, a
falta de subsídios de localização pode causar frustração se o usuário se sentir
perdido. Diante deste fato foi implementado um painel que serve também como
ferramenta de navegação através de atalho em plantas baixas e cortes do
museu. Este paine l serve também como elemento de informação durante o
procedimento de exploração dos ambientes e das obras de exposição
localizadas no museu.
Outros elementos que fazem parte desta interface são as esferas
localizadas ao lado do navegador 3D principal. O primeiro botão permite fazer
um movimento de inclinação vertical aumentando o ângulo de visão do usuário.
O segundo botão ativa o painel de auxílio à navegação e informação. O terceiro
botão chama a atenção do usuário durante o passeio para alguma informação
relevante no lugar onde o usuário se encontra (ao passar por um ponto da
maquete que possui informação este botão começa a girar; se a esfera for
5 Projeto Oscar Niemeyer Vida e Obra
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 86
clicada o painel é ativado e a informação aparecerá em forma de texto ou
imagem para o usuário). Se o usuário ignorar a informação e continuar o
passeio o painel desaparece e a esfera para de girar. Durante o passeio virtual
o usuário tem a liberdade de escolher outras opções do multimídia (2D).
Como forma de oferecer ao usuário uma vinculação do espaço virtual
com o caráter real de uso do museu, foram utilizados elementos de exposição
que fazem referência aos ambientes. As exposições resgatadas via Internet
são expostas nos salões de exibição do museu virtual (que corresponde ao
real) (Figura 28.a). Dinamicamente o usuário poderá resgatá-las sempre que
houver uma nova exposição disponibilizada. No auditório do museu o usuário
encontrará um vídeo que iniciará com seu acesso àquele ambiente (Figura
29).
Figura 28 - Maquete e interface 3D do software: a) Exposição resgatada pela Internet b) Vista externa do Museu
MODELAGEM
Mesmo tendo-se em mãos as plantas em formato digital com extensão
“*.dwg” (gerados em AutoCad) do Museu de Arte Contemporânea faltou
material apropriado para os acabamentos da maquete. O material foi suficiente
para a produção geral da maquete tendo sido insuficiente na finalização dos
detalhes (por exemplo detalhamentos de portas, escadas e materiais
construtivos). Por este motivo, a utilização das texturas no modelo 3D
(principalmente em detalhes de acabamento) foi prejudicada pela falta de
5 Projeto Oscar Niemeyer Vida e Obra
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 87
visitas ao museu onde poderiam ter sido fotografados elementos de construção
e acabamento. As exposições foram as mais prejudicadas, pois não havia
conhecimento das coleções para produção das obras em 3D. Com o material
encontrado na Internet foram realizadas duas exposições como forma de
viabilizar o desenvolvimento deste módulo.
Figura 29 - Auditório do MAC com exibição de um vídeo sobre Niemeyer
PROGRAMAÇÃO
A programação foi dividida em duas etapas onde foram desenvolvidos
os módulos 2D e 3D do software. Após uma busca pela linguagem de
programação adequada a ser utilizada, a escolha pelo BUILDER C++ foi
aprovada pois atenderia as necessidades do projeto. Na sequência esta
linguagem passaria a ser objeto constante de estudo pela equipe de
desenvolvimento. A programação da estrutura do software foi a primeira tarefa
a ser realizada enquanto o conteúdo era finalizado. O preenchimento da
estrutura com textos, imagens e vídeos aconteceu em seguida e logo permitiu
os primeiros testes de revisão e correção de erros (bugs).
Durante a produção do modelo 3D foram desenvolvidos testes de
programação para as interações propostas ao modelo virtual (abrir portas,
inclusão de vídeos, interação com elementos de navegação). A união do
multimídia e do 3D concretizou o aparecimento do primeiro protótipo que foram
5 Projeto Oscar Niemeyer Vida e Obra
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 88
sendo aprimorados com os constantes testes realizados pela equipe. A
inclusão do módulo de resgate de exposições foi a última coisa a ser
implementada antes do instalador. O instalador necessitou de uma interface
própria também desenvolvida pelo laboratório.
5.3 Exposições atualizadas via Internet - NieNet
Como já foi mencionado o software possui também o diferencial de
ampliar as informações do software através do resgate de arquivos pela
internet. O NieNet, que não faz parte do software principal, é o módulo utilizado
para resgatar exposições do MAC e é automaticamente instalado, junto com o
pacote principal de instalações do Niemeyer Vida e Obra.
Sua interface mostra quais exposições existem na máquina do usuário e,
quando conectado na rede Internet, mostra a lista dos arquivos de exposições
disponíveis no servidor as quais poderão ser escolhidas pelo usuário. Foram
desenvolvidas duas exposições das quais uma é fornecida no próprio CD-ROM
e a outra pode ser resgatada pela rede Internet. A segunda exposição
encontra-se disponível no servidor do LRV e para resgatá-la deve ser utilizado
o módulo NieNet que é instalado junto com o software no diretório Niemeyer.
Dentro do software Niemeyer Vida e Obra o usuário poderá visualizar as
exposições existentes em sua máquina antes de escolher o passeio virtual,
dentro da opção “MAC>passeio”.
5.4 Equipamentos utilizados e Equipe de produção
O desenvolvimento do software empregou profissionais especializados
em diferentes áreas formado por integrantes do LRV e pessoal contratado. A
equipe de desenvolvimento apresenta-se da seguinte forma na distribuição das
tarefas:
5 Projeto Oscar Niemeyer Vida e Obra
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 89
2 pessoas - Gerência
2 pessoas - Pesquisa
2 pessoas - Roteiro
1 pessoa - Modelagem
3 pessoas - Programação
3 pessoas - Interface e Elementos Gráficos
Os equipamentos computacionais utilizados para a produção do
software caracterizam um desenvolvimento de baixo custo para um produto de
baixo custo (Quadro 10). Os equipamentos utilizados na produção de vídeos
foram uma televisão e um vídeo cassete.
Softwares utilizados Hardwares utilizados
− Adobe Photoshop − Adobe Premier − Microsoft Word − Microsoft Excel − Microsoft Project − UltraEdit-32 − Borland C++ Builder − Sense 8 World Up Release 3 − Netscape 4.0 − Kinetix 3DStudio Max R
− 1 Pentium 200 PC com 64 MB com placa de captura de vídeo MIRO DC 30
− 1 PentiumII 300 PC com 64 MB placa de vídeo Fire GL 1000
− 3 Pentium 200 PC com 64 MB − 2 Estações Silicon Graphics O2 − 1 Estação Silicon Graphics Octane − 1 Scanner − 1 Gravador de CD − 1 Tablet
Quadro 10 - Softwares e Hardwares utilizados no desenvolvimento
5.5 Conclusões
Nesta primeira etapa de trabalho foram alcançados resultados positivos,
tendo sido grande a procura pelo CD-ROM, tanto nacional quanto internacional
(estudantes, professores, profissionais, expositores). Entretanto por ser um
produto inacabado e necessitar de revisões, a Fundação Oscar Niemeyer
optou pela não distribuição do CD-ROM. Foi sugerida então a disponibilização
gratuita do conteúdo do CD-ROM na Internet, o que caracteriza a próxima fase
do projeto. A viabilização de um software multimídia utilizando RV de baixo
5 Projeto Oscar Niemeyer Vida e Obra
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 90
custo foi comprovada com este CD-ROM e seu resultado publicado em
congresso internacional (Rebelo, 1998).
6 Conclusões e Sugestões para Futuros Trabalhos
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 91
6 Conclusões e Sugestões para Futuros Trabalhos
6.1 Conclusões
Foram evidenciados com este trabalho os benefícios que podem ser
encontrados na utilização da realidade virtual como uma tecnologia de suporte
para as tarefas de representação, simulação e avaliação em projetos de
arquitetura e urbanismo.
As evidências que comprovam a larga utilização e necessidade da
tecnologia de RV são apresentadas através de exemplos de aplicativos, na sua
grande maioria caracterizados por projetos de pesquisa que buscam novos
empregos para o uso da RV. Desenvolvidos em diferentes laboratórios de
pesquisas pelo mundo estes projetos buscam soluções que facilitem tarefas de
projeto e que reúnam tecnologias de ponta .
Cada enfoque tratado neste trabalho contemplou um conjunto exclusivo
de oportunidades que produzem resultados mais expressivos e qualitativos
adaptados a diferentes necessidades. Desta maneira o material apresentado
na dissertação poderá auxiliar em novas pesquisas que possam ser
desenvolvidas nas áreas de arquitetura e urbanismo e promover discussões
sobre aspectos da realidade virtual como ferramenta de representação,
simulação e avaliação. A continuação das pesquisas estimulará a busca por
novas ferramentas de trabalho na área de arquitetura e urbanismo.
O software “Niemeyer Vida e Obra” comprova, além da possibilidade de
inclusão da tecnologia de RV dentro de programas multimídias, a importância
da apresentação de obras construídas através de uma tecnologia que permite
interação livre em tempo real. A grande procura pelo CD-Rom comprovou o
anseio do público por novas mídias que permitam a liberdade de manipulação
de ambientes tridimensionais.
6 Conclusões e Sugestões para Futuros Trabalhos
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 92
6.2 Sugestões para futuros trabalhos
Foi verificado que a RV tem um importante papel em várias etapas de
desenvolvimento de projeto de arquitetura e urbanismo, apesar de ser
amplamente referenciada como uma ferramenta que permite basicamente a
exploração de ambientes tridimensionais. Esta tecnologia não promete ser
apenas um novo método de apresentação e visualização do projeto finalizado.
O progresso dos equipamentos promoverá uma revolução de projeto que
combinará métodos intuitivo e construtivo com a rapidez, controle e precisão
das ferramentas CAD (Campbell, 1995a).
Hoje o alto custo de equipamentos inviabiliza a larga utilização de
aplicativos de RV, deixando uma pequena parcela de usuários se beneficiarem
desta tecnologia devido a pouca disponibilização de equipamentos no
mercado. Acredita-se, no entanto, que num futuro próximo um grande mercado
favorecerá o campo da arquitetura e urbanismo (Bermudez, 1995).
O desenvolvimento do software “Oscar Niemeyer Vida e Obra”
demonstra a viabilização do uso da RV em aplicações de baixo custo na
arquitetura, além de envolver outras tecnologias de apoio como é o caso do
NieNet. A aceitação e procura pelo software evidenciou a carência de
aplicativos semelhantes e o anseio do público por aplicações deste tipo.
Com a velocidade que a tecnologia sofre modificações, são necessárias
constantes atualizações (ferramentais e pessoais) para o aprimoramento tanto
do homem quanto das ferramentas, pois de acordo com Sanders (1996) o uso
da tecnologia computacional é um processo, não um evento.
O computador, como elemento de comunicação entre cliente e
profissional, deve permitir um processo de análise interativa para tarefas de
avaliação e modificação em tempo real por ambos usuários.
Aplicativos em RV com variáveis de auto-análise e auto-correção podem
vir a ser o brinquedo do futuro onde “brincar de projetar” dispensará o auxílio
profissional (hoje estas pessoas utilizam catálogos de projetos normalmente
publicados em revistas de arquitetura). Alguns softwares (HomeDesign e
HouseDesign) já permitem este tipo de brincadeira utilizando elementos pré-
6 Conclusões e Sugestões para Futuros Trabalhos
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 93
determinados que resultam em plantas finalizadas com cotas e algumas
características que permitem a execução de um projeto simples. Mas ainda
falta o realismo necessário para manipular com mais liberdade e realismo. A
audição já pode ser reproduzida com fidelidade e a representação visual
apresenta avanços encorajadores. Em breve, quem sabe, dispositivos mais
eficientes que o monitor ou os óculos de RV devem ser desenvolvidos. Talvez
lentes de contato que não atrapalhem o desempenho de um passeio virtual,
sem a presença de fios e cabos que impedem movimentos e nos prendem ao
mundo real.
Talvez a RV um dia venha a se tornar a “máquina de atuar” que Zevi
(1992) busca quando sugere a necessidade de um impulso para uma completa
participação e liberdade na experiência direta do espaço pelo espectador (que
a esta altura já se tornou usuário).
O futuro da arquitetura pode estar nas “mãos” racionais da informática
onde uma lista de necessidade pode se tornar um projeto com soluções
adequadas de aspecto ergonômico ou estético. Estaria o futuro do arquiteto
ameaçado? Acredito que não, pois de qualquer maneira, na pior das hipóteses,
deverá existir um conjunto de profissionais da área no desenvolvimento de tais
ferramentas de uso massificado.
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Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Projetos
Irla Bocianoski Rebelo 94
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Anexos
Realidade Virtual Aplicada à Arquitetura e Urbanismo: Representação, Simulação e Avaliação de Pr ojetos Irla Bocianoski Rebelo
99
ANEXO 1 Estrutura de conteúdo do software Oscar Niemeyer Vida e Obra leva em
conta os assuntos que descrevem a vida do arquiteto e assuntos que
descrevem especificamente as dez obras representadas no software. Desta
maneira elas se apresentam como segue abaixo.
A primeira parte do software chamada VIDA fala sobre os aspectos biográficos da vida
do arquiteto que estão classificados por algumas etapas de sua vida. Quando há necessidade,
estas etapas são subdivididas em assuntos ou datas que esclarecem melhor as fases da vida
do arquiteto. Desta maneira a quantidade de informações é melhor distribuída fazendo com
que os usuários sintam-se mais a vontade na navegação. Os assuntos principais da parte
referente à vida de Oscar Niemeyer são classificados da seguinte maneira:
1) BIOGRAFIA – Este item é desmembrado por datas em forma de décadas que iniciam com o nascimento do arquiteto em 1907 até 1998, facilitando desta maneira a procura por alguma assunto ou evento específico.
2) ESTUDANTE – O texto referente à sua vida de estudante é sucinto e sem muitos
acontecimentos. Desta maneira o texto é único e não há subdivisões de assuntos. 3) PROFISSIONAL – Sua vida profissional é cheia de acontecimentos principalmente por
causa das áreas que o arquiteto atuou. Oscar Niemeyer foi arquiteto, urbanista, designer e artista. Em cada uma destas áreas ele possui obras de importância relevante e em grande quantidade. É por isso que sua vida profissional subdividi-se nas áreas de atuação do arquiteto fazendo com que o usuário explore suas características de forma organizada.
4) POLÍTICA – Sua vida política destacou-se por ter vivido num período de repressão política
onde suas aspirações se destacavam pelo comunismo tendo se exilado por conta própria num período de sua vida. Durante este período fez muitos trabalhos no exterior e ficou reconhecido internacionalmente. Este fato é relevante para apresentação de um texto que leve o usuário a compreender algumas idéias deste arquiteto.
5) CRONOLOGIA DE OBRAS – Esta parte precisou de muito trabalho para relacionar a lista
de obras classificadas que apareceriam no software. Oscar Niemeyer possui uma lista com mais de 2000 mil obras, mas a classificação deste CD-Rom limitou-se à no máximo 700 obras, devido à dificuldade de acesso às informações. As obras foram classificadas da mesma forma que a vida política do arquiteto: Obras arquitetônicas, urbanísticas, monumentos, artísticas. Porém Oscar Niemeyer possui um maior número de obras arquitetônicas. Tendo sido difícil a distribuição das mesmas optou-se por uma classificação por tipo e posteriormente por data. As obras urbanísticas, mesmo sendo em menor
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número, foram classificadas por datas. E as obras artísticas, assim como os monumentos, são classificados apenas por localização: Brasil, Exterior e Geral.
6) DEPOIMENTOS – Com a intenção de prestigiar o arquiteto e mostrar a grande influência
que ele exerceu sobre várias personalidades, foi inserida uma seção onde se encontram depoimentos em forma de citações e depoimentos em vídeos. Estes depoimentos são classificados por nomes de personalidades e depoimentos pessoais do arquiteto.
7) ARQUIVO – O arquivo refere-se a todas as imagens e vídeos existentes nesta primeira
etapa do software. São imagens pessoais do arquiteto em momentos históricos e com a família, imagens de obras, maquetes e croquis, bem como os vídeos de depoimentos e de auxílio a alguns dos textos.
A obra do Museu de Arte Contemporânea de Niterói é apresentada de forma textual
abordando seus pontos mais interessantes. Os assuntos que descrevem a obra levaram em
conta os possíveis usuários da área de arquitetura e curiosos que buscam informações
culturais sobre o museu. Para explorar o museu o usuário faz uma escolha entre um passeio
pela estrutura da maquete, sendo possível desvendar cada sala do museu (inclusive áreas de
serviço), ou visitar uma exposição. Estes tópicos são apresentados de forma textual e estão
classificados da seguinte maneira:
1) NECESSIDADE DE CONCEPÇÃO DA OBRA - O texto apresentado é um relato explicativo
que levou à construção do museu, bem como as pessoas envolvidas e interessadas na construção do mesmo.
2) CONCEPÇÃO DA OBRA – O texto apresenta a idéia inicial de Oscar Niemeyer para a
construção do museu. 3) PROJETO – O projeto do museu consiste de três etapas diferenciadas: Arquitetônico,
Estrutural e Acabamentos. Estas divisões informam e explicam sobre as características triviais e algumas particularidades desta obra.
4) INFORMAÇÕES – As informações relevantes ao museu são aqui mencionadas de forma
sucinta. São informações sobre funcionamento do museu, endereço, preços entre outras informações.
5) ACERVO – As primeiras informações sobre o museu deixam clara as intenções que
levaram a sua execução. O acervo que deu origem ao museu é apresentado nesta opção em forma de texto pelo doador das obras e pelo prefeito que participou da criação do museu.
6) ACONTECIMENTOS – São fatos de relevância histórica para o museu. São apresentados
eventos já realizados, alguns expositores e algumas citações de personalidades famosas deixadas no livro de visitas.
7) PASSEIO – O passeio se refere à parte 3D do museu. Deve ser feita uma escolha entre
um passeio por toda a maquete, sendo possível explorar todos os ambientes do museu, ou visitar uma exposição. Foram desenvolvidas duas exposições das quais uma é fornecida no próprio CD-ROM e outra deve ser resgatada pela rede Internet. A segunda exposição se encontra disponível no servidor do LRV e para resgatá-la deve ser utilizado o NieNet que é instalado junto com o software no diretório Niemeyer.
Anexos
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ANEXO 2
APRESENTAÇÕES
Houve um lançamento oficializando o término desta primeira etapa no
dia 23 de abril de 1999 na Universidade Federal de Santa Catarina.
Participaram do lançamento reitores do Cone Sul que se encontravam em
conferência na UFSC. A presença da imprensa também ajudou na divulgação
do CD-ROM.
Houveram também apresentações para os parceiros da França - INSA
de Lyon, que estiveram no Brasil em dezembro de 1998 e em janeiro de 1999.
Em abril de 1999 foi concedida, por telefone, a autorização da Fundação Oscar
Niemeyer para disponibilizar o CD-ROM na Internet. O CD-ROM também
permaneceu em exposição durante o mês de abril juntamente com uma
exposição de Niemeyer que acontecia no Hall da reitoria.
VISITA AO DOUTOR OSCAR NIEMEYER
Atualmente a representação mais persuasiva de projetos (construídos ou
não) é a RV. Se considerarmos que a fotografia ou a perspectiva esclarecem
suficientemente uma obra construída, estaremos talvez retrocedendo ao século
XV quando a descoberta da perspectiva revolucionou os processos de
representação de ambientes tridimensionais. Mas se considerarmos que o
progresso científico é capaz de tornar cada vez mais real a representação de
ambientes tridimensionais, estaremos dando uma chance para que este
procedimento de representação possa se transformar no mais moderno e
eficaz meio de representação do ambiente tridimensional. Esta é a busca pelos
métodos mais efetivos de compreensão de escalas, dimensões e relações com
o espaço interior e exterior,
Em visita ao escritório do arquiteto Oscar Niemeyer, foi concedida a
oportunidade de demonstrar um de seus projetos em RV – o Museu de Arte
Contemporânea localizado em Niterói. O conhecimento do arquiteto pelas
ferramentas computacionais atualmente disponíveis no mercado para
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profissionais das áreas de arquitetura e engenharias não era muito grande,
confirmado pelo próprio arquiteto. A apresentação da obra em RV fez com que
o arquiteto emitisse sua opinião: “Acredito que a fotografia fala bem mais”. Ao
demonstrar o software, possuidor de um vasto conteúdo sobre sua própria
biografia e obra, e posteriormente a apresentação de um passeio pela maquete
do Museu de Arte Contemporânea em RV, a qual pode ser explorada por
qualquer usuário, o arquiteto declara que uma fotografia poderia representar
aquela obra com mais fidelidade e realismo. Para um arquiteto que produz
obras com intenções poéticas, e vê seu trabalho como um detalhe importante
do conjunto urbano, é compreensível que sua opinião seja de recusa quando a
representação desta obra não proporciona o mesmo efeito visual que
apreciação em terreno real. A representação de seu trabalho em RV foi feita
através de um modelo frio adaptado, pois ainda o processamento gráfico de
computadores pessoais ainda é pequeno para uma representação
fotorealística.
Entretanto quando lhe foi proposto modelar uma de suas obras não
edificadas como o Museu de Caracas ele se mostrou muito receptivo a idéia. E
ao final da conversa ainda perguntou sobre a possibilidade de representar um
projeto no qual estaria trabalhando na época sobre a Barra da Tijuca. Sua
intenção declarada foi a de apresentar o trabalho para a prefeitura com a
mesma tecnologia utilizada para representar o MAC – A RV.
O projeto Oscar Niemeyer Vida e Obra idealiza a popularização da RV,
tendo computadores populares como ferramenta de divulgação da RV, ao
contrário da maioria dos projetos que são desenvolvidos em RV que
necessitam de máquinas com grande poder processamentos e componentes
de custos elevados. E por ser a RV uma tecnologia que está sendo adaptada
às necessidades de escritórios de arquitetura e ao público em geral, o
desenvolvimento de aplicações simples poderão fazer com que obras de
importância e valor histórico possam ser disponibilizadas para que qualquer
pessoa possa conhecê-la por completo.